近年来地下水污染日益严重,其中以微量有机污染物和硝酸氮构成的复合型污染地下水较为常见,开发一种高效的能同时去除复合微污染地下水中的微量有机物和硝酸氮的新型反应器,对解决地下水污染、提高水质安全具有重要意义。本研究在实验室构建了一种光催化耦合三维电化学反应的新型反应器,采用阳极氧化法制备了纳米Ti O2/Ti光催化阳极,阴极选用316不锈钢网,以果壳活性炭作为颗粒电极。通过改变反应器运行方式,研究了反应器在单纯光催化、三维电化学反应以及光催化耦合电化学反应三种不同条件下,反应器对复合污染地下水的处理效果,分析了不同影响因素（如外加电压、水力停留时间、电导率、进水p H等）对苯酚和硝酸氮去除效果的影响,通过对实验结果的分析,得出以下结论:（1）构建的光催化耦合三维电化学反应器（Photocatalytic coupled three-dimensional electric chemical reactor:PECR）,将制备的纳米Ti O2阳极以筒型结构置于反应器中心,并将紫外灯管放置在中心,形成封闭型光催化反应区,实现了紫外光能的最大利用效率,提高了反应器的处理效果。（2）实验制备的纳米Ti O2光催化阳极,由SEM和XRD表征可知,Ti表面形成的纳米Ti O2薄层,分布均匀,纳米Ti O2管管径为80～100 nm。晶体构型为锐钛矿晶型,因此催化活性高,光电流响应性能良好。（3）反应器在单纯光催化氧化条件下,对复合污染地下水中的苯酚和硝酸氮去除的最佳条件为:水力停留时间为8 h,电导率为1300μS/cm,进水p H为8。在最佳运行条件下,苯酚的去除率为99.44%,出水苯酚浓度为0.0028 mg/L。苯酚降解的动力学模型符合二级反应动力学。（4）在单纯光催化反应条件下,对水中的硝酸氮去除率仅为7.03%,主要是由光生电子产生的还原作用来完成的,因此单纯光催化反应对硝酸氮的去除效果较低。（5）反应器在单纯电化学反应条件下,对水中苯酚和硝酸氮去除的最佳条件为:外加电压为9 V,电导率为1300μS/cm,进水p H为8,水力停留时间为8h。在此条件下,苯酚的去除率为96.42%,苯酚的出水浓度为0.0179 mg/L。（6）在单纯电化学反应条件下,对水中的硝酸氮去除率为10.25%,实验结果显示,电压强度增加,有助于硝酸氮的去除,但同时电化学反应对硝酸氮的去除会产生一定量的亚硝酸盐氮和氨氮,因此单纯电化学反应对硝酸氮的去除会产生大量的中间产物,增加了水的不安全性。（7）光催化耦合三维电极反应器（PECR）去除苯酚和硝酸氮的最佳运行条件为:外加电压为7 V,水力停留时间为8 h,电导率为1300μS/cm,进水p H为7。在最佳运行条件下,苯酚的去除率为99.6%,苯酚的出水浓度为0.002 mg/L,达到安全饮用水标准。（8）PECR对复合污染中硝酸氮的去除率为7.2%。其结果低于电化学反应区的去除效果,其原因是由于在光催化反应区对反应器水中形成的氨氮、亚硝酸盐氮等中间含氮产物进行了氧化,生成了硝酸氮,这个过程表明光催化反应区具有一定的水质安全保障作用。（9）通过在三维电化学反应区引入反硝化菌,形成光催化耦合三维生物膜电极反应器,利用自养型反硝化菌的作用对水中硝酸氮进行去除,大大增强了硝酸氮的去除率,去除率最高可达64.22%,并且不影响苯酚的去除。生物膜电极反应区出水再经过光催化反应后,不仅消除了水中氨氮、亚硝酸盐氮等中间产物,也对脱落生物产生的微生物进行了灭活,使出水水质得到有效提高。