El tratamiento terciario de aguas residuales podría proporcionar una fuente confiable de agua para reutilización. Entre estos tipos de tratamiento de aguas residuales, la filtración en lecho profundo de efluentes secundarios puede eliminar eficazmente partículas y materia orgánica; sin embargo, el NH y el NO no se eliminan fácilmente. Este estudio examinó la viabilidad de estimular la actividad microbiana utilizando peróxido de hidrógeno (HO) como una fuente de oxígeno bioespecífica y limpia que no deja residuos en el agua y es ventajosa durante la aireación debido a las limitaciones de solubilidad del oxígeno. El rendimiento de un sistema de biofiltración piloto a una velocidad de filtración de 5-6 m/h se mejoró con la adición de HO para la eliminación de partículas, materia orgánica, NH y NO. El peróxido de hidrógeno proporcionó la demanda de oxígeno para una nitrificación completa. Como resultado, se eliminaron concentraciones de entrada de 4.2 +/- 2.5 mg/L N-NH y 0.65 +/- 0.4 mg/L N-NO durante el corto tiempo de residencia hidráulica (HRT). En comparación, la filtración sin adición de HO solo eliminó hasta 0.6 mg/L N-NH y casi nada de N-NO. Un análisis de metagenoma de ADN de los genes funcionales de la biomasa del medio reflejó un potencial significativo para la actividad simultánea de nitrificación y desnitrificación. Se hipotetiza que la baja biodegradabilidad del carbono orgánico y la adición de HO estimularon la utilización de oxígeno en favor de la nitrificación, seguida de la mejora de la actividad anóxica.