反硝化深床濾池為重力流濾池，采用粗石英砂濾料，在濾池運行過程中實現以下三個功能：
· 懸浮物（SS）的過濾去除能力；
· 硝態氮（NO3-N）的生物反硝化脫氮能力；
· 絮凝后的非溶解性磷（PO43-鹽磷）的去除能力。
并且整個濾池的進水、出水、反沖氣洗、氣水連沖、驅氮都為自動化控制。
在反硝化深床濾池運行的整個過程中有截留、吸附、脫附三個過程。
兩種基本類型：
機械過濾：其截留所有大于濾料或由已經沉積的顆粒物集團而形成的濾料的篩孔尺寸的顆粒物。濾料的篩孔越小，此現象越明顯：其在由較粗濾料構成的濾床中作用較小，但在通過細篩孔介質的過濾中的作用較為重要。
在濾料上沉積：懸浮顆粒物隨著液體流動；它可能穿過濾料而不被截留，這與其粒徑和孔徑的相對大小有關。無論如何，多種現象可以改變其行并使其與濾料接觸。
顆粒物在濾料表面的吸附作用在低濾速時得到加強，其原因為物理作用力（擠壓、內聚力）及主要為吸力的吸附力。
作為上述機理的結果，被已經沉積的顆粒物包裹著的濾料表面之間的間隙變小。流速升高，濾層阻力升高。被截留的沉積物可能脫附并被帶到濾料的深層。在濾層失效之前，需要對濾池進行有效的反沖洗，恢復濾層的過濾性能。
反硝化深床濾池配有的反沖洗配水配氣系統，特有的二次配水配氣系統，緊密分布的孔口，無反沖洗死角，大大提高反沖洗效率，提高濾池運行周期，降低濾池反沖洗運行費用。
反硝化深床濾池濾料層在缺氧環境下運行，在濾料表面附著生長大量的反硝化生物菌群，二級生化處理出水通過重力流通過濾料層，污水中的硝酸鹽（NO3-）或亞硝酸鹽（NO2-）被吸附于濾料載體生物膜的吸附、還原成氮氣（N2）從污水中釋放出來，從而實現污水的反硝化脫氮過程，顆粒濾料同時具有截留懸浮物的作用。
反硝化菌是一類化能異養兼性缺氧型微生物，其反應在缺氧的條件下進行。反應過程中反硝化菌還原硝基氮需利用有機物（如甲醇）做為電子供體，污水廠的三級處理反硝化濾池，濾池進水的碳源（BOD5）已經比較低，為保障反硝化生物菌群的正常生物活性，需要適當的碳源（如甲醇）。濾池作為污水廠污水深度處理的保障性工藝，如果碳源投加過量，則引起污水廠出水BOD5超標，反硝化濾池特有“進水流量信號+進水溶解氧濃度信號+進水硝基氮濃度信號+出水硝基氮濃度信號”的碳源投加機制，能精確的控制碳源投加量，能做到經濟節能穩定的運行。
反硝化過程中，有機物作為電子供體提供能量并得到氧化降解，利用硝酸鹽中的氮做電子受體，使得硝態氮還原成氮氣，其反應式如下：
NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7NO2+0.47N2↑+1.68H2O+HCO3-
NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7NO2+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3-
由上述反應可知，反硝化反應中每還原1gNO3-需消耗2.47g的甲醇，每還原1gNO2-需消耗1.53g的甲醇。
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化學除磷是通過“微絮凝過濾”來完成的。通過向污水中投加無機金屬鹽藥劑與污水中溶解性的鹽類，與磷酸鹽混合后，形成顆粒狀、非溶解性的物質，反應方程舉例如下式。
Al3++PO43-→AlPO4↓ pH=6～7
Fe3++PO43-→FePO4↓ pH=5～5.5
“微絮凝過濾”除磷可以簡單地理解為：水中溶解狀的磷（離子狀態），通過投加除磷絮凝劑轉換為非溶解、顆粒狀形式的過程，再通過過濾，以懸浮物的形式將磷去除掉。
為了生成非溶解性的磷酸鹽化合物，用于化學除磷的化學藥劑主要是Fe3+鹽、Al3+鹽和氫氧化鈣。考慮到鐵鹽過量投加引起色度增高、影響紫外消毒系統的紫外透射率UVT，且化學污泥產泥量較大，氫氧化鈣投加量大，污泥產量大等原因，本方案推薦使用鋁鹽作為除磷絮凝劑。
表2.1 污水化學除磷中常用的鋁鹽
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名稱 |
分子式 |
有效成分(Al2O3) |
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結晶氯化鋁固體（AC） |
AlCl3·6H2O |
18.5~20% |
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結晶硫酸鋁固體（AS） |
Al2(SO4)3·18H2O |
15.6~18.6% |
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聚合氯化鋁固體（PAC） |
[Al2(OH)n·Cl6-n]m |
28~32% |
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聚合氯化鋁液體（PAC） |
[Al2(OH)n·Cl6-n]m |
10~12% |
