新型纳米耦合曝气技术（NACA）是一种有机地融合了气体分离膜技术和生物膜水处理技术的新型污水处理技术。微生物膜附着生长在透氧中空纤维膜表面，污水在透氧膜周围流动时，水体中的污染物在浓差驱动和微生物吸附等作用下进入生物膜内，经过生物代谢和增殖被微生物利用，使水体中的污染物同化为微生物菌体固定在生物膜上或分解成无机代谢产物，从而实现对水体的净化，是一种人工强化的生态水处理技术，能使河道水体形成一个循环的具备自我修复功能的自净化水生态系统。其流道式的净化过程特别适应于河道、湖泊等流域治理，具有常规水处理技术无法比及的技术优势、工程优势、成本优势和运行管理优势。

微生物附着生长的优势
NACA中的主要功能层是附着生长在曝气膜表面的生物膜，主要由微生物及胞外多聚物组成，包含细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物等。作为附着生长型污水处理技术，生物膜具有特殊的生物层结构、复杂的生物群落以及较长的食物链，这为NACA带来了特殊的优势。
由于曝气膜的比表面积大，尤其是中空纤维膜的比表面积可高达5108 m/m，以膜为载体可以在较小的空间内为微生物的生长提供充足的附着面积，大大提高了单位空间内的微生物浓度，提高单位体积处理能力，增强耐冲击负荷能力。
由于微生物附着生长，水力停留时间和生物停留时间可实现独立控制，生物膜上的微生物不会随水流流失，污泥停留时间（SRT）理论上可被认为无限长，这为生长世代时间较长、增殖速度较慢的微生物，如硝化菌、反硝化菌、聚磷菌以及厌氧氨氧化菌等提供了生长和富集的可能，为NACA技术实现除磷脱氮创造了条件。同时，生物膜的分层结构能够创造好氧过程和厌氧过程的同时出现，为单一反应器内实现同时硝化反硝化过程提供了可能。

NACA的优势
曝气供氧时，氧气透过膜丝直接被生物膜利用，不必经过液相边界层，大大减小了氧气的传质阻力，有利于供氧速度和氧气利用率的提高；氧气与底物以相反的方向传递，通过控制供氧可使生物膜产生明显的分层，从而达到同时硝化反硝化和去除有机物的效果；根据废水处理要求，可通过调节曝气压力控制氧气供应量，在满足反应器的需氧量同时，避免气体的挥发和浪费。
氧气与底物逆向传递与生物多样性的优势。
NACA中氧气与底物的反向传递使生物膜形成了与传统生物反应器（曝气生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等）不同的氧气和有机物浓度分布。由于NACA特殊的氧气与底物双向传递机理和生物分层结构，使许多习性迥异，生活环境差异极大的微生物能够在NACA中共存，同时发挥去除有机物及除磷脱氮作用。归纳起来，这些微生物包括普通异养好氧菌、硝化菌、亚硝化菌、反硝化菌和聚磷菌。