在内循环半短程亚硝化工艺中，污泥浓度为4000 mg?L-1、溶解氧小于0.2 mg?L-1、温度（15~29℃）、水力停留时间4.6h条件下，不同的回流比对系统中微生物群落有着明显的影响，回流比75%时，微生物的生物量达到最高值，出水中的亚硝态氮和氨氮的浓度比可控制在1。定量PCR和16S rRNA基因的克隆文库结果表明：在低溶解氧浓度下氨氧化菌是主要脱氮菌群，该菌群促进了半短程亚硝化反应的进行，与传统的硝化系统比较，在内循环半短程亚硝化工艺中没有检测到硝化螺旋菌（Nitrospira）和硝化杆菌（Nitrobacter），在内循环半短程亚硝化系统中浮霉菌属（Planctomycetes）的量也高于传统的脱氮系统。氨单加氧酶基因克隆文库结果表明，系统中的氨氧化菌群主要属于亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）因此内循环半短程亚硝化工艺在经济和技术上是可行的。