在O级，由于有机物浓度已大幅度降低，但仍有一定量的有机物及较高NH3-N存在.为了使有机物得到进一步氧化分解，同时在碳化作用处于完成情况下硝化作用能顺利进行，在O级设置有机负荷较低的好氧生物接触氧化池.在O级池中主要存在好氧微生物及自氧型细菌（硝化菌）利用有机物分解产生的无机碳或空气中的CO2作为营养源，将污水中的NH3-N转化成NO2-N，NO3-N，O级池的出水部分回流到A级池，为A级池提供电子接受体，通过反硝化作用最终消除氮污染。