تامین کیفیت مناسب آب آشامیدنی از بعد سلامت انسان ها، بسیار حائز اهمیت می باشد. نیترات یکی از مهم ترین آلاینده های آب های زیرزمینی به شمار می رود که به صورت طبیعی و یا بر اثر فعالیت های مختلف انسان وارد منابع آب می شود. از اواخر قرن بیستم استفاده از روش بیولوژیکی (دی نیتریفیکاسیون) جهت حذف نیترات از منابع آب زیرزمینی به طور گسترده ای مورد توجه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر از یک پایلوت بیولوژیکی (متشکل از دو راکتور با رشد چسبنده و جریان هیدرولیکی رو به پایین) جهت کاهش نیترات آب زیرزمینی چاهی واقع در شهر مشهد با متوسط غلظت نیترات mg/l150 استفاده شد. هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر سه نوع ماده آلی اسید استیک، متانول و اتانول در سه سطح غلظت متفاوت (نسبت های cod/no3 معادل 62/0، 73/0 و 98/0) و نیز تاثیر اندازه ذرات بستر راکتور در دو محدوده دانه بندی (با میانگین اندازه ذرات 5/3 و 5/4 میلیمتر) بر روی کارایی و راندمان حذف بیولوژیکی نیترات از آب بود. جهت ارزیابی آماری نتایج از نرم افزار آماری spss استفاده گردید. نتایج به دست آمده حاکی از آن بود که با افزایش نسبت cod/no3 ورودی از 62/0 به 98/0، علیرغم نوع ماده آلی مصرف شده، راندمان حذف نیترات از حدود 60% به بیش از 90% افزایش یافت. تحت کلیه شرایط، بیشترین و کمترین میزان نرخ حذف نیترات به ترتیب با مواد آلی اتانول (kg no3/m3.d 54/6) و اسیداستیک (kg no3/m3.d 4) مشاهده گردید. همچنین قلیائیت، کدورت و غلظت مواد آلی باقیمانده در آب خروجی از راکتورهای بیولوژیکی نیز با افزایش نسبت cod/no3 افزایش یافت، در حالی که از میزان مواد جامد محلول در آب کاسته شد. در ارتباط با تاثیر اندازه ذرات بستر راکتور، تحت کلیه شرایط مورد بررسی، راکتور دارای ذرات بستر ریزتر، کارایی و عملکرد بهتری را نسبت به راکتور دارای دانه بندی درشت تر نشان داد. هر چند نیاز راکتور مذکور به شستشوی معکوس بیش از راکتور حاوی ذرات بستر درشت تر بود. در کلیه شرایط مورد آزمایش در این تحقیق، میزان نیترات، نیتریت و سایر پارامترهای اندازه گیری شده در آب خروجی، در محدوده مجاز استانداردهای آب آشامیدنی ایران قرار داشت.