硝化-反硝化生物濾池是將傳統的A/O工藝與曝氣生物濾池工藝相結合，在有效降解污水中有機污染物的同時，也能夠滿足對污水生物脫氮的要求，具有負荷高，出水水質好，占地省等優點，可用于生活污水生態處理的預處理環節。
一、硝化-反硝化生物濾池原理
1、裝置
采用硝化-反硝化生物濾池工藝預處理生活污水。試驗采用一根高1.8 m直徑90mm的有機玻璃柱，內置1000mm高輕質多孔陶粒填料，承托層以上每隔250mm設一個取樣口，共設4個，設定的缺氧與好氧區（A/O）的體積比為1：3，曝氣頭位于承托層以上250mm處。
2、材料
用水為由葡萄糖、CH3COONa、（NH4）2SO4、KH2PO4及微量元素配制的模擬生活污水，各項水質指標CODcr為181.4~256.3mg·L-1，NH4+-N質量濃度為28.78~37.60 mg·L-1，TN質量濃度35.42~42.36 mg·L-1。
陶粒填料性質參數：粒徑為3~5mm，密度1.4~1.6 g/cm3，堆積密度為0.84~0.95g/cm3，比表面積為3.0~4.0㎡/g，孔隙率為20~30%。
3、測試指標和分析方法
主要測試指標有CODcr、NH4+-N和TN，分析方法按照《水和廢水水質監測方法》進行。
二
、硝化-反硝化生物濾池在污水處理中的應用分析
污水經過缺氧區后，其氨氮的平均去除率為49.56%。分析氨氮在缺氧區達到較高的去除效率主要原因可知：一是回流水的稀釋作用；二是生物吸附和濾料截留作用；三是回流混合液中的溶解氧使進水中的氨氮發生了好氧硝化；四是發生氨氧化作用。當濾層高度500mm時氨氮的平均去除率提高了26.69%，這是因為硝化過程對溶解氧的需求較高，只有當溶解氧濃度較高時硝化菌才會保持較高的活性，在該段區域內，水中的溶解氧比較高，有機物經缺氧段作為碳源消耗利用后濃度降低，有利于硝化菌的生長，硝化菌成為優勢菌種，表現為濾層對氨氮具有很高的去除率。因此，本工藝對于氨氮的去除，從根本上取決于好氧區的硝化作用，同時好氧區的硝化是前置反硝化的前提，硝化作用的好壞決定著本工藝反硝化性能的優劣。在濾層500~1000mm內，氨氮去除率僅增長了4.1%，這是因為在濾層250~500mm內己形成穩定的硝化狀態，所以在后500mm段，氨氮去除率增加有限。
在缺氧區（0~250mm）總氮的平均去除率為57.99%，占總去除率的86.78%。在缺氧區內總氮濃度急劇下降主要有三個方面原因：一是缺氧區內硝態氮利用污水中的可生物降解有機物進行反硝化反應，實現脫氮；二是原污水對回流液中的硝態氮稀釋作用使得總氮濃度急劇下降；三是由于氨氧化作用。在好氧區（500~1000mm）內，總氮仍有8.84%的去除率，說明在好氧區發生了同步硝化反硝化現象，分析可能的原因：在運行過程中由于曝氣不均勻，氣泡沿器壁上升，使濾料層出現局部變黑的情況，在濾料顆粒間的孔隙中形成適合反硝化的缺氧或厭氧環境。根據好氧生物膜的構造可知，在生物膜內產生了溶解氧梯度，生物膜表面的溶解氧較高，以好氧的硝化菌為主，而生物膜內部則存在缺氧區，反硝化菌占優勢。
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