本实用新型公开一种高效双元生物硝化反应器。它由内外两个单元构成，外单元为反应器本体，反应器本体设有升流式反应室、曝气管、曝气头、旋流布水器、排泥管、排渣管、取样口，内单元为污泥沉淀系统，污泥沉淀系统设有沉淀室、循环管、导流筒、挡气板，沉淀室由缓流区挡板、上流区挡板和降流区挡板按水流方向分隔成缓流区、上流区、降流区和溢流区，在降流区挡板的溢流区侧壁上设有溢流堰，出水管从溢流区的溢流堰接出。本实用新型的优点：1)设置旋流式布水器，布水均匀，保证反应高效；2)反应室与沉淀室分隔，反应室的流态对沉淀室的工况影响较小；3)反应室和沉淀室以循环管沟通，强化基质传递；4)反应器能承受高氨浓度，具有很高的容积转化效率。