TiO2光催化氧化技术以其氧化性强、催化效率高、对环境污染小且价格低廉等特点而成为一项环境友好技术，在水和废水处理方面有着极为广阔的应用潜力。本文针对传统TiO2光催化技术中存在的系统复杂、光能利用率低等问题，将TiO2负载在玻璃纤维表面，从而制得玻璃纤维负载的TiO2光催化填料，通过对填料的表征，考察了填料的制备过程对填料性能的影响，在此基础上，研究填料光催化氧化降解水中苯酚和水中致病菌同时灭活的性能。通过浸渍-提拉技术将溶胶-凝胶法制备的TiO2溶胶负载到玻璃纤维表面，采用热失重(TGA)测试、X射线衍射（XRD）扫描、SEM扫描、FTIR分析等现代测试分析技术对填料进行表征，重点考察制备过程中低温陈化、真空干燥过程对填料表面TiO2催化剂性能的影响。结果表明，低温陈化、真空干燥过程能有效消除凝胶膜缩水时水分子融合而产生的孔洞，使凝胶表面光滑、致密从而提高催化剂活性，玻璃纤维表面催化剂层呈“筒”状的分布，活性组分均匀地分布在载体表面，催化剂的晶型为锐钛矿与金红石相的混合；TiO2与玻璃纤维能结合紧密，填料制备后表面即有羟基自由基（·OH）存在。最终制备550℃下负载三层膜填料的比表面积为0.1527m2/g， TiO2的负载量为52.116mg/g，晶粒的平均直径为41.83nm。本论文系统地研究了玻璃纤维负载TiO2光催化填料氧化降解废水中苯酚及其对水中致病菌的同时灭活性能。考察了在苯酚降解过程中pH、光源强度、反应器内上升水流、充氧量、苯酚的起始浓度、外加H2O2等因素对苯酚降解的影响。考察了填料的光催化消毒能力及消毒后微生物的光复活再生。最后考察了填料同时降解水中有机物及水中致病菌灭活双重功效。得出以下主要结论：（1）当pH为4.0左右时，TiO2对水中苯酚的氧化降解和吸附率均较高。反应器内上升水流影响苯酚的吸附、催化剂表面·OH的生成及其向水中的扩散，是苯酚降解的主要因素之一，在0.7m/min在上升流速下，苯酚的处理效率最高。（2）水中O2是影响催化剂表面·OH生成的主要因素，O2投加量的增加，可提高催化剂表面·OH的生成率，提高光催化效率，同时O2还能与催化剂表面的·OH反应生成H2O2，H2O2一旦生成，少量H2O2即可做为催化剂，在TiO2表面引发·OH的大量生成。（3）消毒实验结果表明，玻璃纤维负载TiO2光催化填料对水中致病菌有非常高的灭活效果。在UV+TiO2联合作用下消毒效率要远高于单纯的紫外光消毒，消毒后水中致病菌在低强度的复活光照射下几乎不产生复活现象，只有在高复活光强度作用下才出现一定程度的光复活。(4)在玻璃纤维TiO2填料光催化氧化降解水中苯酚的过程中，对水中微生物的同时消毒效果较高，试验条件下水中大肠杆菌的灭活率几乎为100%。而以水中致病菌的灭活为主要目标时，苯酚的存在对消毒效果的影响不能忽视，尤其当水中有机物浓度较高时应对消毒剂量进行调整以满足水中致病菌灭活的需要。当同时考虑水中有机物降解与致病菌灭活的需要时，应以有机物降解为主要考虑对象，此过程中对致病菌灭活的要求是可以满足的。玻璃纤维负载TiO2光催化填料对苯酚的降解机理研究表明，羟基自由基(·OH)、超氧阴离子自由基(·O－2)等具有强氧化能力的自由基是光催化反应的主体物质。光生空穴-电子对是填料表面羟基自由基(·OH)等自由基生成的主要原因。氧气在整个反应过程中的作用首先是保证催化体系中羟基自由基(·OH)链式反应中的重要一环，其结果与苯酚降解中氧气通量的研究结果相互呼应。苯酚在玻璃纤维负载TiO2光催化填料表面的降解遵循Langmuir-Hinshelwood一级动力学方程。填料的使用寿命试验表明该填料经300h的循环使用后对苯酚依然能保持较高的氧化降解率。玻璃纤维表面TiO2的负载量越大，填料对抗污染的能力越强，其使用寿命也越高。填料失活的主要原因是苯酚降解的中间产物在TiO2表面的吸附导致其催化活性的下降。该填料在pH＝1.0的盐酸和pH=11.0的氢氧化钠溶液循序浸泡等作用下，吸附在填料表面的惰性物质脱附从而使催化剂恢复活性。此再生方法简单易行，有利于该填料的大规模推广应用。