污水中的溶解氧和硝基氮，污水通过硫自养填料层时，微生物利用自养无机碳源，先消减溶解氧，形成缺氧环境，再反硝化脱氮。缺氧环境下，自养菌和来水中的异养菌共生，自养菌主要吸附在硫自养填料表面，异养菌与SS纠缠，被截留在填料间隙中。

硫自养滤池进水的COD中可生物降解的部分，会在缺氧环境下，被异养菌利用，用于异养反硝化脱氮，但是COD的消减浓度是有限的，并不具备很强的COD消减特性。