反硝化過程由于需要在缺氧的條件下才能使反硝化細菌將硝氮作為電子受體，將其還原成氮氣，所以大多數的活性污泥工藝都設置了缺氧池或缺氧區，以完成反硝化反應。反硝化過程能否順利進行，除了要求有缺氧的環境外，還需要有充足的有機物作為反硝化細菌的碳源，才能獲得較高的反硝化速率。由于脫氮過程需要先進行硝化再進行反硝化，如果按照這個工藝順序構筑設施，當污水從硝化區流入到反硝化區時，大部分的有機物已經在之前的過程中都被降解了，往往沒有充足的有機物作為反硝化細菌的碳源，影響反硝化過程的順利進行。

    解決方案如下：其一，在反硝化區域人為地投加碳源，通常以甲醇為主；其二，改變工藝流程，將反硝化區域移至硝化區域的前端，使得污水先流入反硝化區域，保證了水中有較高的有機物可以作為反硝化細菌的碳源；同時設置內回流管道，將硝化區已經硝化完成的含有大量硝氮的水回流至反硝化區，進行反硝化，實現后的脫氮。如果投加碳源，則對于污 水廠而言又增加了運行費用；如果不投加碳源，而采用反硝化前置的工藝，將硝化液內回流，則回流比是非常重要的參數，如果回流量過大，回流泵的電能消耗也是一筆不小的費用，同時還有可能因為碳源不足而無法將回流的硝酸鹽全部反硝化。如果只使用溶解氧和ORP在線分析儀對反硝化進行監測控制，則只能保證反硝化區域的溶解氧環境適宜反硝化反應，但是無論是人為投加的碳源量，還是回流硝化液的回流比，都無法進行控制。因而引入了硝氮在線分析儀對反硝化的優化控制。

    ① 以硝氮濃度控制硝化液內回流比。如圖6-55所示，通過在線測定反硝化尾部的硝氮濃度，在一定的范圍內調節內回流流量，使回流的硝氮恰好能與系統的反硝化能力相匹配，以硝化過程中產生的硝氮進行反硝化，同時也可避免不必要的回流，造成能量浪費和把大量硝化區的溶解氧通過內回流帶入反硝化區而影響反硝化效果。

    ② 以硝氮濃度控制外部碳源的添加。如圖6-56所示，硝氮在線分析儀設置在缺氧區 (前置反硝化區)的后一格內。根據所測得的缺氧區出水的硝氮濃度，結合測定的進水流量，即可調節內回流的流量。如果所測定的硝氮濃度呈上升趨勢，則表明所回流的硝氮可能由于進水碳源不足等原因超過了系統的反硝化能力，此時應減少內回流流量，以避免浪費能量，同時減少由內回流帶入缺氧區的溶解氧量；反之，如硝氮濃度下降，則應提高內回流流量，利用系統的反硝化能力將硝化區形成的硝酸鹽氮進行反硝化。