本实用新型涉及环保技术领域，具体来说是一种一体化河道深层曝气膜组合系统，包括：生物膜框架体，所述的生物膜框架体设置于河道底部，包括框架及设置于框架上下两侧的网片，框架下侧设有卡槽，且所述的生物膜框架体内还设有若干填料绳；曝气组件，所述的曝气组件连接于所述的框架下侧的卡槽处；供气组件，设置于河道岸边以用于为曝气组件供气。本实用新型组合结构简单可行，易于安装与拆卸，为一体化安装模式，组合方便、安装便捷、无需外加固定措施；可近河底布置，对底泥也有一定的氧化作用；针对性地为周围生物膜供氧，使周围的生物膜保持较高的活性，而且曝气气泡的扰动作用，也利于生物膜的冲刷更新，降低泥龄，提高降解水中污染物效率。