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本发明提供了一种实现水中卤代有机污染物快速降解的方法及系统,属于环保技术领域。所述系统包括加氢脱卤反应器、高级氧化反应器、氢气供气单元和控制单元等,所述方法包括:1)将钯酸盐通入氢脱卤反应器、高级氧化反应器的主体中,在氢气供气压力条件下将钯还原负载在膜组件表面;2)将含有卤代有机污染物废水通入氢脱卤反应器的第一反应器主体中,在钯催化和氢气供气压力条件下将卤代污染物进行加氢脱卤;3)脱卤后废水流入高级氧化反应器的第二反应器主体中,控制加药罐向第二反应器主体投加过硫酸盐进行高级氧化。本发明对卤代有机污染物降解速率快,去除效率≥99%,出水产物毒性低,同时具有氢气利用率≥99%,过硫酸盐无需额外活化等优势。