污水脱氮是在生物硝化工艺基础上，增加生物反硝化工艺，其中反硝化工艺是指污水中的硝酸盐，在缺氧条件下，被微生物还原为氮气的生化反应过程。 

导致出水总氮超标的原因涉及许多方面，主要有：

由于生物硝化是生物反硝化的前提，只有良好的硝化，才能获得高效而稳定的的反硝化。因而，脱氮系统也必须采用低负荷或超低负荷，并采用高污泥龄。

生物反硝化系统外回流比较单纯生物硝化系统要小些，这主要是入流污水中氮绝大部分已被脱去，二沉池中NO3--N浓度不高。相对来说，二沉池由于反硝化导致污泥上浮的危险性已很小。另一方面，反硝化系统污泥沉速较快，在保证要求回流污泥浓度的前提下，可以降低回流比，以便延长污水在曝气池内的停留时间。 

运行良好的污水处理厂，外回流比可控制在50%以下。而内回流比一般控制在300～500%之间。  

反硝化速率系指单位活性污泥每天反硝化的硝酸盐量。反硝化速率与温度等因素有关，典型值为0.06～0.07gNO3--N/gMLVSS×d。 

对反硝化来说，希望DO尽量低，最好是零，这样反硝化细菌可以“全力”进行反硝化，提高脱氮效率。但从污水处理厂的实际运营情况来看，要把缺氧区的DO控制在0.5mg/L以下，还是有困难的，因此也就影响了生物反硝化的过程，进而影响出水总氮指标。

因为反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，所以进入缺氧区的污水中必须有充足的有机物，才能保证反硝化的顺利进行。由于目前许多污水处理厂配套管网建设滞后，进厂BOD5低于设计值，而氮、磷等指标则相当于或高于设计值，使得进水碳源无法满足反硝化对碳源的需求，也导致了出水总氮超标的情况时有发生。

反硝化细菌对pH变化不如硝化细菌敏感，在pH为6～9的范围内，均能进行正常的生理代谢，但生物反硝化的最佳pH范围为6.5～8.0。 

反硝化细菌对温度变化虽不如硝化细菌那么敏感，但反硝化效果也会随温度变化而变化。温度越高，反硝化速率越高，在30～35℃时，反硝化速率增至最大。当低于15℃时，反硝化速率将6明显降低，至5℃时，反硝化将趋于停止。因此，在冬季要保证脱氮效果，就必须增大SRT，提高污泥浓度或增加投运池数。

出水中的悬浮物指标是否达标，主要取决于生物系统污泥的质量是否良好、二沉池的沉淀效果以及污水处理厂的工艺控制是否恰当。 

造成二沉池出水悬浮物超标的原因有以下几个方面：

二沉池设计参数是否选择恰当是出水悬浮固体指标会否超标的重要因素。许多城市污水处理厂在设计之初，为节约建设成本，将水力停留时间大大缩短，并尽量提高其水力表面负荷，造成运行时二沉池经常出现翻泥现象，致使出水悬浮固体超标。另外，某些污水处理厂由于实际工艺调整需要，需将生物池污泥浓度控制在较高的水平时，也会造成二沉池固体表面负荷过大，影响出水水质。因此，一般认为应对二沉池的这几个工艺参数的设置留有较大的余地，以利于污水处理厂工艺的控制与调整。 

一般来说，影响沉淀池沉淀效果的主要工艺参数为水力停留时间、水力表面负荷和污泥质量。

1、二沉池水力停留时间 

污水在二沉池的水力停留时间长短，是二沉池运行的重要参数。只有足够的停留时间，才能保证良好的絮凝效果，获得较高的沉淀效率。因此，建议二沉池的水力停留时间设置在3～4h左右。

2、二沉池水力表面负荷 

对于一座沉淀池来说，当进水量一定时，它所能去除的颗粒的大小也是一定的。在所能去除的这些颗粒中，最小的那个颗粒的沉速正好等于这座沉淀池的水力表面负荷。因此，水力表面负荷越小，所能去除的颗粒就越多，沉淀效率就越高，出水悬浮物的指标就越低。设计二沉池较小的水力表面负荷，有利于污泥等悬浮固体的有效沉淀。一般建议二沉池的水力表面负荷控制在0.6～1.2m3/m2×h。

3、二沉池固体表面负荷 

二沉池的固体表面负荷的大小，也是影响二沉池沉淀效果的重要因素。二沉池的固体表面负荷越小，污泥在二沉池的浓缩效果越好。反之，则污泥在二沉池的浓缩效果越差。过大的固体表面负荷会造成二沉池泥面过高，许多污泥絮体来不及沉淀就随污水流出，影响出水悬浮物指标。一般二沉池固体表面负荷最大不宜超过150kgMLSS/m2×d。

4、活性污泥质量 

活性污泥质量的好坏是影响出水悬浮物是否超标的重要因素。高质量的活性污泥主要体现在四个方面：良好的吸附性能，较高的生物活性，良好的沉降性能以及良好的浓缩性能。

胶体状态的污染物首先必须被吸附到活性污泥絮体上，并进一步被吸附到细菌表面附近才能被分解代谢，因而吸附性能较差的活性污泥去除胶态污染物质的能力也差。活性污泥的生物活性系指污泥絮体内的微生物分解代谢有机污染物的能力，生物活性较差的活性污泥去除有机污染物的速度必然较慢。只有沉降性能良好的活性污泥才能在二沉池得以有效地泥水分离。反之，如果污泥沉降性能恶化，分离效果必然降低，导致二沉池出水浑浊，SS超标，严重时还可能导致活性污泥的大量流失，使系统内生物量不足，继而又影响对有机污染物的分解代谢效果。只有活性污泥具有良好的浓缩性能，才能在二沉池得到较高的排泥浓度。反之，如果浓缩性能较差，排泥浓度降低，就要保证足够的回流污泥量，提高回流比。但是，提高回流比会缩短污水在曝气池的实际停留时间，导致曝气时间不足，影响处理效果。

生物系统活性污泥中MLVSS比例与进水SS/BOD5有很大的关系，当进水SS/BOD5高时，生物系统活性污泥中MLVSS比例则低，反之则高。根据运行经验来看，当SS/BOD在1以下时，MLVSS比例可以维持在50%以上，当SS/BOD5在5以上时，VSS比例将会下降到20～30%。当活性污泥中MLVSS比例较低时，为了保证硝化效果系统就必须维持较高的泥龄，污泥老化情况较明显，导致出水SS超标 。 

入流污水中含有强酸、强碱或重金属等有毒物质将会使活性污泥中毒，失去处理功效，严重的甚至发生污泥解体，造成污泥无法沉淀，出水悬浮物超标。解决活性污泥中毒问题的根本办法就是加强对上游污染源的管理。

温度对活性污泥工艺的影响是很广泛的。首先，温度会影响活性污泥中微生物的活性，冬季温度较低时，如不采取调控措施，处理效果会下降。其次，温度会影响二沉池的的分离功能。如温度的变化会使二沉池产生异重流，导致短流现象发生；温度降低时，会使活性污泥由于黏度增大而降低沉降性能等。