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置了好氧池或好氧區(qū)，通過曝氣設備向水中充入大量空氣或氧氣，保證硝化過程的進行。早期設計的污水廠對于曝氣量的控制大多依據(jù)設計參數(shù)或經(jīng)驗，往往導致硝化效率不穩(wěn)定，時而不達標，時而又曝氣過量。由于曝氣所需的電能占污水廠日常運行費用的很大部分，因此這種粗放型的控制方式會導致運行費用較高。近年來，隨著水處理工藝技術不斷進步，逐漸將自動控制系統(tǒng)引入到污水廠日常運行管理中，采用溶解氧在線分析儀在曝氣區(qū)域對曝氣量進行反饋控制，根據(jù)經(jīng)驗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的正常進行。但是，水中的溶解氧濃度只是保證硝化反應可以正常進行的一個外部條件，影響硝化反應的因素還有很多，包括pH值、溫度、有機物濃度、水力停留時間和污泥齡等，單純控制溶解氧濃度為恒定值還不能達到非常理想的效果。因此，為了對硝化反應過程更加合理地實施控制，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，因為大部分的可降解有機物已在反硝化過程中去除。氨氮在溶解氧的作用下轉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，對溶解氧和氨氮進行實時監(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，既能保證硝化反應的完全進行，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，而且增加能耗。當溶解氧濃度超過上限閾值時，可采取關閉鼓風機的措施來降低能耗，氨氮濃度維持在一個相對穩(wěn)定的水平上。曝氣池溶解氧與氨氮的實時監(jiān)控圖見圖6-53。