本发明公开了一种以家蚕平面丝为基底构建多层复式结构水处理生物膜的制备方法。本发明依次包括如下步骤：获取家蚕平面丝并提取丝素蛋白水溶液；以丝素蛋白、CaCl2和和Na2HPO4为反应试剂，构建羟基磷灰石/丝素蛋白生物矿化溶液，作为平面丝第一层处理溶液；以丝素蛋白、APTES和TEOS为反应试剂，构建二氧化硅/丝素蛋白生物矿化溶液，作为平面丝第二层处理溶液；将平面丝依次浸泡于一、二层矿化溶液中，取出沥水晾干后重复多次，最终可获得包含有纳米颗粒的多层结构水处理生物膜，进行不同类型污水处理。本发明工艺简单，操作便利，整个过程环保无污染，制得的平面丝可多次重复利用，在污水处理领域具有广泛的应用前景。