硝化過程由于需要好氧的條件，因此在一般的活性污泥工藝中都設(shè)置了好氧池或好氧區(qū)，通過曝氣設(shè)備向水中充入大量空氣或氧氣，保證硝化過程的進(jìn)行。早期設(shè)計(jì)的污水廠對于曝氣量的控制大多依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)或經(jīng)驗(yàn)，往往導(dǎo)致硝化效率不穩(wěn)定，時(shí)而不達(dá)標(biāo)，時(shí)而又曝氣過量。由于曝氣所需的電能占污水廠日常運(yùn)行費(fèi)用的很大部分，因此這種粗放型的控制方式會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用較高。近年來，隨著水處理工藝技術(shù)不斷進(jìn)步，逐漸將自動(dòng)控制系統(tǒng)引入到污水廠日常運(yùn)行管理中，采用溶解氧在線分析儀在曝氣區(qū)域?qū)ζ貧饬窟M(jìn)行反饋控制，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值一般將水中溶解氧控制在2mg/L左右可以基本保證硝化反應(yīng)的正常進(jìn)行。但是，水中的溶解氧濃度只是保證硝化反應(yīng)可以正常進(jìn)行的一個(gè)外部條件，影響硝化反應(yīng)的因素還有很多，包括pH值、溫度、有機(jī)物濃度、水力停留時(shí)間和污泥齡等，單純控制溶解氧濃度為恒定值還不能達(dá)到非常理想的效果。因此，為了對硝化反應(yīng)過程更加合理地實(shí)施控制，引入了以氨氮和溶解氧協(xié)調(diào)控制方案。
       對于大多數(shù)城市污水處理廠而言。主要能耗用于氨氮的硝化過程，因?yàn)榇蟛糠值目山到庥袡C(jī)物已在反硝化過程中去除。氨氮在溶解氧的作用下轉(zhuǎn)化為硝氮的過程是脫氮工藝的核心部分，污水中氨氮對溶解氧的需求直接反映了系統(tǒng)對溶解氧的需求。由工藝流程(見圖6-52)可知，在硝化池末端安裝溶解氧和氨氮分析儀，對溶解氧和氨氮進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并由氨氮濃度和溶解氧濃度協(xié)調(diào)控制曝氣池總管上的空氣閥開啟度，調(diào)節(jié)供氧強(qiáng)度。溶解氧濃度一般控制在2 -3mg/L恰到好處，既能保證硝化反應(yīng)的完全進(jìn)行，又可避免溶解氧濃度過高經(jīng)內(nèi)回流通道帶入到缺氧區(qū)，不僅影響缺氧區(qū)的正常反應(yīng)，而且增加能耗。當(dāng)溶解氧濃度超過上限閾值時(shí)，可采取關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)的措施來降低能耗，氨氮濃度維持在一個(gè)相對穩(wěn)定的水平上。曝氣池溶解氧與氨氮的實(shí)時(shí)監(jiān)控圖見圖6-53。