本发明涉及一种一体化复合式生物膜反应器，在空气扩散管道上方的调节曝气复合主反应池内部设置有主反应池支架，主反应池支架上设置有生物膜反应挂填料，在调节曝气复合主反应池中上部外侧套装有沉淀池，沉淀池上方连通有缓流池，缓流池外侧套装有溢流池，沉淀池的底部通过污泥回流口与调节曝气复合主反应池相连通，沉淀池下部设置有余量污泥排放管道，溢流池下部设置有出水管道，本发明利用巧妙的设计方式使原本复杂的构筑物、管线有效地组合成一个简单的构筑物，调节池与曝气池以及沉淀池的复合统一在一个纵向设置的结构装置上，结构简单，方便操作，污水混合效果好，空间利用率大大提高，占地面积小，运行费用低，节能环保。