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除溶解氧外，污水处理厂生化降解脱氮过程中还有两个不可忽视的重要参数，即氨氮和硝酸盐氮。这三个参数是相互关联的，它们之间的对应关系能否调整得恰到好处，直接关系到污水处理的效果和曝气的耗电量。在硝化过程中，鼓风机引入足够的空气，溶解氧浓度保持在平均2mg/L左右的水平。随着氨氮浓度的降低，硝酸盐氮的浓度相应升高。反硝化过程中，鼓风机停止工作，溶解氧逐渐降至0。此时进行的是厌氧反应，硝酸盐氮逐渐还原为氮，脱氮过程顺利完成，氨氮浓度逐渐升高。过去常采用ORP参数来监测控制硝化和反硝化过程，但ORP参数不稳定，有时会出现误报，提前终止反硝化过程。 污水的成分不固定，需要的曝气量需根据污水的实际成分（如C、N、P等的实际比例）灵活调整。这不仅节省了大量的电力消耗，而且保证了良好的净化处理效率。早期设计的污水处理厂只监测溶解氧的单一参数，没有考虑氨氮和硝酸盐氮浓度变化带来的不容忽视的负面影响。有时只考虑去除有机碳，又忽略了硝化反应也需要消耗氧气，往往导致溶解氧不足；或者为去除更多的有机碳而单纯增加溶解氧。反而抑制了反硝化进程，影响脱氮效果。 不难看出，硝化与反硝化工艺过程蕴含着实现多变量化控制的可行性和可操作性。由此引申至整个脱氮除磷工艺过程来解析，更具实现多维极值控制的潜在规律有待探求。
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