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       由于工業污水處理硝化菌的好氧特性，有可能在曝氣池中實現SND。實際上，很早以前人們就發現了工業污水處理曝氣池中氮的非同化損失(其損失量隨控制條件的不同約在10%～20%左右)，對SND的研究也主要圍繞著氮的損失途徑來進行，希望在不影響硝化效果的情況下提高曝氣池的脫氮效率。

       ①工業污水處理利用某些微生物種群在好氧條件下具有反硝化的特性來實現SND。研究結果表明，Thiosphaera、Pseadonmonas nautica、Comamonossp.等微生物在好氧條件下可利用NOX-N進行反硝化。如果將硝化菌和反硝化菌置于同一反應器(曝氣池)內混合培養，則可達到單個反應器的同步硝化反硝化。盡管這些微生物的純培養結果令人滿意，但目前普遍認為離實際應用尚有距離，主要原因是實際污泥中這些菌群所占份額太小。

       ②工業污水處理利用好氧活性污泥絮體中的缺氧區來實現SND。通常曝氣池中的DO維持在1～2mg/L，活性污泥大小具有一定的尺度，由于擴散梯度的存在，在污泥顆粒的內部可能存在著一個缺氧區，從而形成有利于反硝化的微環境。以往對曝氣池中氮的損失主要以此解釋，并被廣泛接受。如果污泥顆粒內部厭氧區增大，反硝化效率就相應提高。

       大量研究結果表明，工業污水處理活性污泥的SND主要是由污泥絮體內部缺氧產生。要實現高效率的SND，關鍵是如何在曝氣條件下(不影響硝化效果)增大活性污泥顆粒內部的缺氧區以實現反硝化。要達到這一目的，有兩種途徑可供選擇，即減小曝氣池內混合液的DO濃度和提高活性污泥顆粒的尺度。

       降低曝氣池的DO濃度，即減小了O2的擴散推動力，可在不改變污泥顆粒尺度的條件下在其內部形成較大的缺氧區。丹麥BioBalance公司發明的SymBio工藝即建立在此理論基礎之上(曝氣池DO維持在1 mg/L以下)，但在工業污水處理低DO濃度下硝化菌的活性將會降低，且極易形成諸如Sphaeroticule natans/1701和H.Hydrossis之類的絲狀菌膨脹。因此，提高SND活性污泥顆粒的尺度，在不影響硝化效率的前提下達到高效的SND可能是最佳選擇。然而，由于曝氣池中氣泡的劇烈擾動作用，活性污泥顆粒在曝氣條件下很難長大，因此限制了活性污泥法SND效率的提高。

實現活性污泥法的高效同步硝化反硝化，必須在曝氣狀態下滿足以下兩個條件：

       ①入流中的碳源應盡可能少地被好氧氧化；

       ②曝氣池內應維持較大尺度的活性污泥。

       在連續流好氧條件下硝化發生在碳氧化之后，入流中的碳源被碳氧化或合成為細胞物質，只有當BOD濃度處于較低水平時硝化過程才開始。此時，即使污泥尺度較大也能形成有利于反硝化的微環境，但外源碳已消耗殆盡，只能利用內源碳進行反硝化，而內源水平反硝化的反應速率小，因此SND效率就低。在非連續條件下微生物的代謝模式則截然不同，入流中的碳源可在很短的時間內被微生物大量吸收，并以聚合物或原始基質的形態儲藏于體內，從而使曝氣池中的碳源濃度迅速降低，為硝化創造良好條件。如果顆粒污泥較大，形成有利于反硝化的微環境，則微生物可利用預先儲存的基質進行反硝化。由于反硝化處在工業污水處理基質水平，反硝化的速度快，SND效率就高。