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除溶解氧外，污水處理廠生化降解脫氮過程中還有兩個不可忽視的重要參數，即氨氮和硝酸鹽氮。這三個參數是相互關聯的，它們之間的對應關系能否調整得恰到好處，直接關系到污水處理的效果和曝氣的耗電量。在硝化過程中，鼓風機引入足夠的空氣，溶解氧濃度保持在平均2mg/L左右的水平。隨著氨氮濃度的降低，硝酸鹽氮的濃度相應升高。反硝化過程中，鼓風機停止工作，溶解氧逐漸降至0。此時進行的是厭氧反應，硝酸鹽氮逐漸還原為氮，脫氮過程順利完成，氨氮濃度逐漸升高。過去常采用ORP參數來監測控制硝化和反硝化過程，但ORP參數不穩定，有時會出現誤報，提前終止反硝化過程。 污水的成分不固定，需要的曝氣量需根據污水的實際成分（如C、N、P等的實際比例）靈活調整。這不僅節省了大量的電力消耗，而且保證了良好的凈化處理效率。早期設計的污水處理廠只監測溶解氧的單一參數，沒有考慮氨氮和硝酸鹽氮濃度變化帶來的不容忽視的負面影響。有時只考慮去除有機碳，又忽略了硝化反應也需要消耗氧氣，往往導致溶解氧不足；或者為去除更多的有機碳而單純增加溶解氧。反而抑制了反硝化進程，影響脫氮效果。 不難看出，硝化與反硝化工藝過程蘊含著實現多變量化控制的可行性和可操作性。由此引申至整個脫氮除磷工藝過程來解析，更具實現多維極值控制的潛在規律有待探求。
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