市政污水中N多以NH3－N的形式存在，因此脱氮包括两个过程：硝化及反硝化。需要好氧及缺氧两种状态的存在。另外还需要足够的泥龄，以方便硝化菌的生长及提供反硝化菌足够的易降解有机物，以保证一定的反硝化速率。
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　　硝化与反硝化的矛盾在于氮在反硝化前首先需要氧化，而氨氮的氧化会同时导致污水中易降解有机物的氧化，进而减缓反硝化的进行。传统的解决方法是将有机物充足的原污水首先引入非曝气区，并从曝气区回流大量富含硝态氮的污水。

在OCO工艺中，污水从厌氧区流入缺氧区，为反硝化菌提供了合适的基质(易降解有机物)，以便反硝化能够快速进行。硝态氮从好氧区回流至缺氧区(内回流)，含氨氮的水则进入好氧区完成硝化反应。

　　OCO工艺的一个主要特点是：好氧区与缺氧区之间的污水交换，即内回流不需泵送，以上两个区域之间有一段是相通的。两者之间的交换形式及量的大小是依靠搅拌器的控制来实施，因此节省能耗。当搅拌器运转时，湍流增强，好氧区与缺氧区混合程度增强，当搅拌器停止运转时，两区之间的混合程度较低。此时测得的溶氧状况如图2所示，好氧区与缺氧区的区分很明显。OCO反应池的构造和搅拌器的循环工作可保证好氧区和缺氧区之间很高的回流比，这种频繁的变化是该工艺有效脱氮的关键之一。

回流的控制还可以改变好氧区与缺氧区的容积。当夏季暴雨造成冲击负荷，可将2、3区均调为好氧区；夜间低负荷，可将3区用来脱氮。因此OCO工艺中好氧区与缺氧区容积的分配是动态的。可以在特定时间和地点，根据特点的污水组分进行调节。

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　　回流程度由预设的程序来完成。并由安装在好氧区首端的在线溶氧探头控制。
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