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生物脫氮對環境條件敏感，容易受溫度變化影響，由于四季的交替和所處的地理位置影響，若不加以人工調控，硝化很容易出現問題，導致氨氮超標。
生物脫氮的基本原理就是先利用好氧階段，通過硝化細菌和亞硝化細菌的協同作用，將NH3-N通過硝化作用轉化為NO2-和NO3-。然后在缺氧條件下，通過反硝化作用將硝氮轉化為N2，N2隨后溢出水面釋放到大氣，參與自然界N的循環，從而達到降低水中氮含量的目的。
氨氧化細菌（AOB，就是把氨氮變成亞硝酸鹽的細菌）適宜生長溫度為25~30℃，亞硝酸氧化細菌（NOB，就是把亞硝酸鹽變成硝酸鹽的細菌）的適宜生長溫度為25~30℃。硝化菌對溫度較為敏感，溫度不但會降低硝化菌的比增長速率，并且會降低其生物活性。在溫度低于15℃時，硝化速率急劇降低。另一方面，反硝化反應的適宜溫度為20～35℃，低于15℃時，反硝化細菌的繁殖速率、代謝速率和生物活性也都會降低，從而導致脫氮效果下降。當溫度低于5℃時，硝化細菌的生命活動幾乎停止。大量的研究表明，硝化作用會受到溫度的嚴重影響，尤其是溫度沖擊的影響更加明顯。
3、溶解氧濃度
為了彌補低溫對系統帶來的不利影響，可以通過提高溶解氧濃度的措施。有研究表明，初始溶解氧為2mg/L時，為取得相同的硝化速率，溫度每下降1℃，溶解氧濃度相應提高10%。溶解氧是生物硝化的重要環境因素，一般應在2mg/L以上，最低控制在0.5～0.7mg/L。對于同時去除有機物和進行硝化、反硝化的工藝，硝化菌在活性污泥中約占5%，大部分硝化菌位于生物絮體內部。因此，溶解氧濃度的增加，將提高溶解氧對生物絮體的穿透力，提高硝化反應速率。
