本发明公开了一种用于废水处理的负载纳米二氧化钛的弥散光纤光催化废水处理反应器，包括反应桶和光源，在反应桶上设有待处理液进口和排废口，在反应桶内设有二氧化钛光催化处理器，光源通过传光光纤及光纤耦合器与二氧化钛光催化处理器连接，二氧化钛光催化处理器包括表面负载纳米二氧化钛颗粒的弥散型光纤，该弥散型光纤由光纤芯和光纤包层组成，光纤包层包覆于光纤芯上；本发明具有光纤不容易被腐蚀，二氧化钛膜负载得更加牢固，光利用率大大的提高，二氧化钛的活化比表面积大大的增加，增强了反应器的处理能力，提高量子效率和反应速率，有利于提高本发明降解污染物的能力，光催化降解过程更环保、节能、安全等优点。