传统生物脱氮将氨氧化为硝酸后，再进行缺氧反硝化。但实际上从氮的微生物转化过程来看，氨被氧化成硝酸是由两类独立的细菌催化完成的，因此，在合适的条件下，氨的氧化可以终止在亚硝酸盐阶段，即短程硝化。

短程反硝化就是反硝化菌在有机碳源作用下发生的 NO₂^--N 的异养反硝化，在不考虑生物同化作用的情况下，氮的转化过程可用下式表示：在不考虑生物同化耗碳的情况下，短程反硝化 1mg NO₂-N 需要 1.71mg BOD，比传统生物脱氮方式节省 40%的碳耗。

因此，理论上认为短程硝化反硝化是较适合低碳源污水生物脱氮需求的种技术。但是，普遍认为将生物硝化过程控制在亚硝化阶段是比较困难的，因为亚硝酸盐氧化菌（NOB）比氨氧化菌（AOB）具有更高的基质利用速率。

近年，大量学者研究发现通过调控温度、溶解氧、p H以及污泥龄SRT等运行参数，可以促进短程硝化反硝化过程的进行：

①温度 T：氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌生长的最佳温度范围不同，低于 15℃或高于 30℃都能实现亚硝酸盐的积累。

② 溶解氧 DO：研究表明氨氧化菌的氧饱和常数为 0.2～0.4mg·L-1、而亚硝酸盐氧化菌为 1.2～1.5mg·L-1。因此，在低 DO 条件下，氨氧化菌对氧的利用率比亚硝酸盐氧化菌高，增值速率也更快，通过淘汰亚硝酸盐氧化菌实现亚硝酸盐的积累。

③p H 值：研究发现氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌适宜生长的 pH 不同。就氨氧化菌而言，p H 为 7.4～8.3 时生长速率较高，p H 为 8 左右达到最大。而亚硝酸盐氧化菌，p H 为 7.0 时生长速率达到最大。因此，控制 p H 可以实现亚硝酸盐的积累。 

④污泥龄 SRT：研究发现氨氧化菌的倍增时间比亚硝酸盐氧化菌短，通过控制 SRT 可以逐渐富集氨氧化菌而淘汰亚硝酸盐氧化菌，实现亚硝酸盐的积累。

目前，荷兰 Delft 工业大学开发的 Sharon 工艺（Single reactor for high activity ammonia removal over nitrite）、比利时 Gent 大学提出 OLAND 工艺等，都是典型的短程生物脱氮工艺技术。前者，通过调控温度和 p H，获得了好的亚硝化效果；后者调控 DO，实现了氨氮的部分亚硝化以及亚硝酸盐的自养脱氮。

有学者通过控制温度（30℃）和 DO（低于 0.5mg/L），在 MBR 系统中成功启动高 NH4+-N（70-300mg/L）废水的亚硝化转化和亚硝酸盐的积累。

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