在同步硝化反硝化過程中，硝化反應在同一反應器中同時完成。當前，對SND生物脫氮的機理尚不清楚，但宏觀環境解釋、微環境理論和生物解釋已初步形成。

(1)宏觀環境解釋，因為生物反應器的混合形式不均勻，可以在生物反應器中形成缺氧和厭氧段，這是生物反應器的主要環境，即宏觀環境。如生物膜反應器中，生物膜內可能存在缺氧區，硝化反應發生在生物膜上，以及缺氧生物膜上同時發生反硝化反應。在實際工程應用中，整個反應器不太可能完全均勻混合，所以可能會發生這種情況SND。

(2)微觀環境理論解釋，因為受氧擴散的限制，在微生物絮體中產生DO梯度，導致微環境發生SND。微環境理論是從物理學的角度出發的SND這一理論目前已被廣泛接受。因為氧擴散的限制，在微生物絮體內產生DO梯度。細菌絮體表面的溶解氧較高，主要是好氧菌和硝化菌；深入絮體內部，氧氣傳遞受阻，外部氧氣消耗大，導致缺氧區域，占主導地位。降低反應器DO含量，可提高缺氧、厭氧微環境的比例，促進反硝化。

(3)生物解釋不同于傳統的脫氮理論。傳統的脫氮理論認為，硝化反應是由自養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。但是近些年，早已有報道發現很多異養微生物都能硝化有機和無機氮化合物。異養硝化細菌比自養硝化細菌生長更快，產量更高，能承受較低的溶解氧濃度和酸性環境。所以，同步硝化反硝化細菌同時也是異養硝化細菌，可以將氨氮直接轉化為氣態產物，所以，同步硝化反硝化生物脫氮有了合理的解釋。

高效厭氧反應器優勢

(1)因為集成電路反應器的內部循環，體積負載率高：**反應流速度高，厭氧反應器使用好，傳送效果明顯，污泥處理活性高，有機體積負荷率遠高于普通體積UASB反應器，一般高3倍以上。解決高濃度有機廢水，如土豆加工廢水，當COD為10000～15000mg/L時，進水容積負荷率可達30～40kgCOD/（m3?d)解決啤酒廢水等低濃度有機廢水COD為2000～3000mg/L進水體積負荷率可達20~50kgCOD/（m3?d)HRT在2~3h內，COD去除率可以達到80%左右。

(2)高效厭氧反應器節地面積的高效厭氧反應器：IC反應器的體積負荷比UASB所以，反應器要大得多IC反應器的有效體積只是UASB反應器的1/4~1/3，所以，在此基礎上可以顯著減少反應器的基礎設施投資。因為IC反應器不僅體積小，而且直徑大，尤其適用企業工廠，尤其適用占地面積大的企業工廠。中小型集成電路反應器可在工廠預制，大型可在現場制造，工程施工周期時間短，安裝簡單，集成電路反應器土方量小，可節省施工成本。

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