利用光学显微镜可以观察丝状真菌、原生动物和后生动物的生物相。通过对丝状真类和数量的观察和鉴定，可以判断污泥的质量和处理后的水质。因此，原生动物和后生动物被称为活性污泥系统中的指示生物。除了活性污泥的宏观指标外，污泥的微生物指标，即污泥的生物相，可以用普通光学显微镜观察。生物量观测由两部分组成：一部分是观察指示性生物(如原生动物和元动物)的数量和种类的变化。活性污泥中存在不同质量的指示生物。通过对指示性生物的观察，可以间接评估活性污泥的质量。另一部分是观察活性污泥中丝状菌的数量。不同质量的活性污泥中丝状菌的数量是不同的，通过测量丝状菌的数量，也可以间接反映活性污泥的质量。

如果二次沉淀池中有大量的水蚤(鱼和昆虫)，则体内的血红蛋白很低，说明溶解氧很高，而当水蚤的颜色很红时，表明出水几乎没有溶解氧。当轮虫数量急剧增加时，表明污泥老化，结构松散解体，污泥排出需要加强。丝状细菌的观察：在活性污泥系统中，丝状细菌越少越好，因为丝状细菌在污泥絮体中起骨架作用。通过显微镜观察丝状细菌的数量，长度和丰度可直接反映该过程的操作。需要补充的是，生物相观察只是一种定性方法。它只能作为运行中物理和化学方法的补充手段。它不能用作过程检测的主要方法。在连续实践中注意积累数据是必要的，并总结了该项目的生物学。

新型生物脱氮技术（1）短程硝化反硝化技术。短程硝化反硝化是在同一个反应器中，先在有氧的条件下，利用氨氧化细菌将氨氧化成亚，阻止亚进一步氧化，然后直接在缺氧的条件下，以有机物或外加碳源作为电子供体，将亚进行反硝化生成氮气。短程硝化反硝化与传统生物脱氮相比具有以下优点：对于活性污泥法，可节省25%的供氧量，降低能耗；节省碳源，情况下可提高总氮的去除率；提高了反应速率，缩短了反应时间，减少反应器容积。但由于亚硝化细菌和硝化细菌之间关系紧密，每个影响因素的变化都同时影响到两类细菌，而且各个因素之间也存在着相互影响的关系，这使得短程硝化反硝化的条件难以控制。目前短程硝化反硝化技术仍处在人工配水实验阶段，对此现象的理论解释还不充分。（2）同时硝化反硝化技术。当硝化与反硝化在同一个反应器中同时进行时，即为同时硝化反硝化（SND）。废水中溶解氧受扩散速度限制，在微生物絮体或者生物膜的表面，溶解氧浓度较高，利于好氧硝化菌和氨化菌的生长繁殖，越深入絮体或膜内部，溶解氧浓度越低，形成缺氧区，反硝化细菌占优势，从而形成同时硝化反硝化过程。邹联沛等〔26〕对膜生物反应器系统中的同时硝化反硝化现象进行了研究，实验结果表明，当DO 为1mg/L，C/N=30，pH=7.2时，COD、NH4+-N、TN 去除率分别为96%、95%、92%，并发现在的范围内，升高或降低反应器内DO 浓度后，TN 去除率都会下降。