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同步硝化反硝化過程是指在沒有特殊單獨設置缺氧區的活性污泥法處理系統內TN被大量去除的過程。對該工藝的解釋主要有兩種：一是裝置中DO分布不均理論，該理論認為裝置中在不同空間和不同時間點上充氧不平均，混合不勻稱，裝置內有不同部分的缺氧區以及好氧區，這使得硝化以及反硝化作用能實現一起進行;二是缺氧微環境理論，解釋說明了在生物絮體顆粒尺寸足夠大的條件下，從絮體表面到它內核的不同層面上，氧的傳輸得到阻礙，以至于氧的含量分布不平均，微生物絮體的外層氧的含量較高，是因為好氧硝化菌在硝化反應的過程中，里面含量較低而形成缺氧區域，大部分是為反硝化菌進行反硝化反應，這樣硝化和反硝化就可以同時進行。

　　同步硝化反硝化有如下優點：

　　(1)減少反應器體積，投資小;

　　(2)pH值處于7左右，所以不用另外投加酸或者堿，此情況對硝化細菌和反硝化細菌發揮作用有幫助。

　　2.3 短程硝化-反硝化脫氮技術

　　硝化-反硝化生物脫氮技術相較于傳統的脫氮方法，本質上的區別是在硝化階段只將NH4+-N氧化為亞硝酸鹽氮，接著就直接進入反硝化階段，技術重點是必須妥當的維持NO2--N的積累，經短程過很多實驗研究，研究人員最終找到了能夠通過控制pH實現NO2--N的累積。國內高大文等在28℃的情況中啟動裝置脫氮，通過調節裝置里初始pH到7.8~8.7之間累積NO2--N，不到一個月NO2--N的累積率達到90%左右，成功實現了短程硝化反硝化生物脫氮工藝的正常運轉。

　　硝化生物脫氮工藝的正常運轉。此工藝在曝氣過程就能節省1/4因供氧而用掉的能源，在反硝化階段能夠省下40%的有機碳源，同時還有產生污泥少和占地面積小等優勢，相較于老舊的生物脫氮工藝有利方面明顯，在污水脫氮中得到大量應用。

　　對好氧反硝化生物脫氮的機制研究現在有微環境理論以及生物學理論兩種理論。如今，微環境理論得到普遍的認可。微環境理論重點是站在物理學層面進行說明。因為受制于氧擴散作用，在微生物絮體內形成了DO梯度，以至于總體環境為好氧，而絮體內部的小環境為厭氧的反硝化。微生物絮體外層DO濃度偏高，主要是好氧異養菌、好氧硝化菌；深入絮體內層，氧傳輸受限，同時有機物氧化、硝化作用需要許多氧，絮體內部變成了缺氧區，占優菌種為反硝化菌。恰恰因為微生物絮體內缺氧微環境的形成，所以引起好氧反硝化的進行。把曝氣池里DO保持在低水平狀態，就有希望能使缺氧或者厭氧微環境比重上升，最終使反硝化作用得以實現。

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人工快速滲濾系統(簡稱CRI系統)是一種新型污水生態治理技術，是建立在快滲系統(RI)的基礎上，CRI系統是針對受污染的地表水和小城鎮生活污水的污水處理生態工程技術，正成為國內研究和應用的熱點。CRI系統根據滲濾介質以及介質上繁殖的微生物對水中污染物質的吸附、截留以及分解，達到污水凈化的效果，CRI系統特殊的結構以及進水形式，因此滲濾介質表面的微生物菌相多種多樣，根據進水周期的改變，滲濾介質表面兼具好氧、兼氧、厭氧的功能，實現對污水的處理，同時，在處理過程中不用添加藥劑，也不會用到機械曝氣等大耗能設備，很大程度減少處理設施的投資和運行資金，為低耗高效的污水生態處理技術。具有占地面積相對傳統土地處理技術較小，工藝過程相對簡單，投入資金低，運行成本低等特點，對我國小城鎮生活廢水和受到污染的地表水處理具有明顯優勢和重要的應用價值。

　　目前，生物脫氮技術大多相關機理研究還不夠深入，大多工藝技術依然處于實驗室。在未來的發展過程中，應重點注意以下幾個方面：

　　(1)傳統的硝化反硝化脫氮工藝在實際應用或已有研究中發現NO2-很容易被氧化變成NO3-，這就難以實現短程硝化反硝化。因此，要想實現短程硝化反硝化NO2-直接轉化為N2就必須使CRI系統內維持較高濃度的NO2-，如何控制各個因素使NO2-較高濃度的累積成為研究的重點。

　　(2)現今在好氧反硝化的應用上，不管是根據宏觀環境理論或者是微環境理論來說明，依然無法丟掉傳統的好氧厭氧生物脫氮模型，往往所講的反硝化，本質中依然是缺氧微環境中的反硝化，難以稱為絕對意義上的好氧反硝化，無法展現出好氧反硝化工藝的優點。另外，現今篩選出的好氧反硝化菌大多數功效低下，往往只能在DO在2mg/L之下的情況中表現出反硝化活性。在我國，好氧反硝化的研究剛剛起步，但是優勢明顯，肯定會成為未來污水生物脫氮的研究重