在同步硝化反硝化過(guò)程中，硝化反應(yīng)在同一反應(yīng)器中同時(shí)完成。當(dāng)前，對(duì)SND生物脫氮的機(jī)理尚不清楚，但宏觀環(huán)境解釋、微環(huán)境理論和生物解釋已初步形成。

(1)宏觀環(huán)境解釋，因?yàn)樯锓磻?yīng)器的混合形式不均勻，可以在生物反應(yīng)器中形成缺氧和厭氧段，這是生物反應(yīng)器的主要環(huán)境，即宏觀環(huán)境。如生物膜反應(yīng)器中，生物膜內(nèi)可能存在缺氧區(qū)，硝化反應(yīng)發(fā)生在生物膜上，以及缺氧生物膜上同時(shí)發(fā)生反硝化反應(yīng)。在實(shí)際工程應(yīng)用中，整個(gè)反應(yīng)器不太可能完全均勻混合，所以可能會(huì)發(fā)生這種情況SND。

(2)微觀環(huán)境理論解釋，因?yàn)槭苎鯏U(kuò)散的限制，在微生物絮體中產(chǎn)生DO梯度，導(dǎo)致微環(huán)境發(fā)生SND。微環(huán)境理論是從物理學(xué)的角度出發(fā)的SND這一理論目前已被廣泛接受。因?yàn)檠鯏U(kuò)散的限制，在微生物絮體內(nèi)產(chǎn)生DO梯度。細(xì)菌絮體表面的溶解氧較高，主要是好氧菌和硝化菌；深入絮體內(nèi)部，氧氣傳遞受阻，外部氧氣消耗大，導(dǎo)致缺氧區(qū)域，占主導(dǎo)地位。降低反應(yīng)器DO含量，可提高缺氧、厭氧微環(huán)境的比例，促進(jìn)反硝化。

(3)生物解釋不同于傳統(tǒng)的脫氮理論。傳統(tǒng)的脫氮理論認(rèn)為，硝化反應(yīng)是由自養(yǎng)型好氧微生物完成的，稱為硝化菌。在缺氧和厭氧條件下，由反硝化菌完成反硝化反應(yīng)。但是近些年，早已有報(bào)道發(fā)現(xiàn)很多異養(yǎng)微生物都能硝化有機(jī)和無(wú)機(jī)氮化合物。異養(yǎng)硝化細(xì)菌比自養(yǎng)硝化細(xì)菌生長(zhǎng)更快，產(chǎn)量更高，能承受較低的溶解氧濃度和酸性環(huán)境。所以，同步硝化反硝化細(xì)菌同時(shí)也是異養(yǎng)硝化細(xì)菌，可以將氨氮直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)產(chǎn)物，所以，同步硝化反硝化生物脫氮有了合理的解釋。

高效厭氧反應(yīng)器優(yōu)勢(shì)

(1)因?yàn)榧呻娐贩磻?yīng)器的內(nèi)部循環(huán)，體積負(fù)載率高：**反應(yīng)流速度高，厭氧反應(yīng)器使用好，傳送效果明顯，污泥處理活性高，有機(jī)體積負(fù)荷率遠(yuǎn)高于普通體積UASB反應(yīng)器，一般高3倍以上。解決高濃度有機(jī)廢水，如土豆加工廢水，當(dāng)COD為10000～15000mg/L時(shí)，進(jìn)水容積負(fù)荷率可達(dá)30～40kgCOD/（m3?d)解決啤酒廢水等低濃度有機(jī)廢水COD為2000～3000mg/L進(jìn)水體積負(fù)荷率可達(dá)20~50kgCOD/（m3?d)HRT在2~3h內(nèi)，COD去除率可以達(dá)到80%左右。

(2)高效厭氧反應(yīng)器節(jié)地面積的高效厭氧反應(yīng)器：IC反應(yīng)器的體積負(fù)荷比UASB所以，反應(yīng)器要大得多IC反應(yīng)器的有效體積只是UASB反應(yīng)器的1/4~1/3，所以，在此基礎(chǔ)上可以顯著減少反應(yīng)器的基礎(chǔ)設(shè)施投資。因?yàn)镮C反應(yīng)器不僅體積小，而且直徑大，尤其適用企業(yè)工廠，尤其適用占地面積大的企業(yè)工廠。中小型集成電路反應(yīng)器可在工廠預(yù)制，大型可在現(xiàn)場(chǎng)制造，工程施工周期時(shí)間短，安裝簡(jiǎn)單，集成電路反應(yīng)器土方量小，可節(jié)省施工成本。

在環(huán)境保護(hù)日益受到重視的情況下，企業(yè)在廢水末端解決方面投入了大量的資金，如造紙工業(yè)、紙板企業(yè)的廢水厭氧處理技術(shù)等，充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。厭氧處理廢水具有運(yùn)行成本低、節(jié)能減排、污泥處理易解決等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于廢水處理中。集成電路(internalcirculation)反應(yīng)器是反應(yīng)器中的新一代厭氧反應(yīng)器**移動(dòng)，污染物被吸附分解，凈化水從反應(yīng)器上部流出。