本发明提供一种污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，包括以下几个步骤：A、配制氨氧化菌群富集培养基；B、氨氧化菌群的富集培养：将含有氨氧化古细菌的生物膜或活性污泥接种于富集培养基中；C、配制氨氧化古细菌的富集培养基：氨氧化菌群的富集培养基中添加抗生素；D、氨氧化古细菌的富集培养：用过滤器将富集培养液过滤后转接到步骤C中的氨氧化古细菌富集培养基中，得到纯度较高的氨氧化古细菌的富集培养液。纯度较高的氨氧化古细菌富集培养液为氨氧化古细菌生理生化特性的研究提供了可能，氨氧化古细菌具有较强的耐性，若将氨氧化古细菌引入到氨氧化强化技术之中，将对提高污水处理生物脱氮能力具有重要的现实意义。