本发明公开了一种实现单级自养脱氮工艺的组合式生物转盘反应器，反应容器内设有若干生物盘片、曝气装置和内加热装置，在反应容器壁上设有出水口。相邻两盘片间设有圆筒网，圆筒网固定在盘片上，转轴套筒从所有的盘片和圆筒网中心穿过。盘片采用高分子塑料制成并在其外包裹无纺布层；每个圆筒网内的两端分别设有生物膜保护网。所述出水口有多个且位于反应容器壁上不同高度；在反应容器顶端设有可开合的反应器盖，反应器盖上设有气体收集装置和溶解氧控制孔。本发明盘片及填料的挂膜周期短，填料的附着性能好，反应器内基质混合均匀，传质效果良好；反应器内溶解氧易于控制，增强了反应器的脱氮性能，且节省运行成本和能耗。