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（1）氨化反应
在氨化菌作用下，有机氮被分解转化为氨态氮，这一过程称为氨化过程，氨化过程很容易进行。
硝化反应由好氧自养型微生物完成，在有氧状态下，利用无机碳为碳源将NH4+化成NO2-，然后再氧化成NO3-的过程。
硝化过程可以分成两个阶段。第一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐（NO2-），第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐（NO3-）。
反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮（N2）的过程。反硝化菌为异养型微生物，多属于兼性细菌，在缺氧状态时，利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物（污水中的BOD成分）作为电子供体，提供能量并被氧化稳定。
（1）温度
生物硝化反应的适宜温度范围为20~30℃，15℃以下硝化反应速率下降，5℃时基本停止。反硝化适宜的温度范围为20~40℃，15℃以下反硝化反应速率下降。实际中观察到，生物膜反硝化过程受温度的影响比悬浮污泥法小，才外，流化床反硝化温度的敏感性比生物转盘和悬浮污泥的小得多。
（2）溶解氧
生物消化反应器内宜保持溶解氧的浓度在2.0mg/L以上。
（3）pH
硝化菌对pH变化十分敏感，pH在7.0~8.0时，亚硝酸菌的活性最好；而硝酸菌在pH值为7.7~8.1时活性最好。当pH降到5.5以下时，硝化反应几乎停止。
（4）碳氮比
（5）泥龄
（6）有毒物质
目前使用比较广泛的生物脱氮工艺主要有SBR工艺、氧化沟工艺以及缺氧/好氧（ANO）工艺等。 缺氧/好氧脱氮工艺，简称ANO法，A为缺氧（Anoxic），O为好氧（Oxic）。ANO法的工艺流程见下图。
