本发明属于低温等离子体技术在环境污染控制领域的应用，涉及利用高压脉冲放电产生的高活性化学粒子降解水中有机污染物的装置及方法。其技术方案是：砂芯使鼓入反应器下层溶液的气体均匀分布，高压脉冲电源向液相中的高压电极和气相中的地电极施加高压脉冲，在高强电场作用下，利用液相产生的低温等离子体和气相产生的臭氧直接作用于有机污染物，上层溶液中的不锈钢金属阻挡网可提高臭氧的利用率。在溶液中加入活性炭纤维和亚铁离子，活性炭纤维的吸附催化、芬顿试剂与高压脉冲放电形成协同效应，实现了高效的水体杀菌、废水脱色、除臭特别是催化降解有毒、难生化处理的有机污染物的目标。