本发明涉及一种低曝气量下实现生物膜载体悬浮的反应器，包括竖直的圆柱状壳体，所述壳体内同轴设有竖直的中空筒，所述中空筒内安装有搅拌桨，所述中空筒的筒壁上开设有若干个通孔，所述中空筒的底端与所述壳体的底端固定连接，所述中空筒与所述壳体之间的环形空间内填装有生物膜载体。本发明的独特结构设计结合对搅拌桨的转速的控制，可以在低曝气量下保证反应器内的生物膜载体始终处于悬浮状态，保持良好的流化特性，从而稳定保持短程硝化优势并为同步硝化反硝化创造有利条件，降低曝气能耗及反硝化阶段的碳源物质消耗量。