傳統的生物脫氮理論包括了好氧的亞硝化反應與硝化（huà）反應，與厭氧的反硝化反應二者相互獨立，經常發生在同一（yī）反應（yīng）器的不同區域或不同反應器中。但厭氧氨氧化、好氧反硝化、短程硝化反硝化、全（quán）程自（zì）養脫氮（dàn）、異養硝化--好氧反硝化脫氮機製的發（fā）現（xiàn）打破了這一（yī）限製。下麵林（lín）兒就對這幾種脫氮機製進行逐一的講解。(厭氧氨氧化前麵推文已詳盡講解，在此不再重複，有（yǒu）需要的朋友（yǒu）請查找曆史信息（xī）)
1.好氧反硝化
好氧反硝化是指好氧反（fǎn）硝化菌利用好氧反硝化酶的作用，在有氧條件（jiàn）下進行的反硝化作用。20世紀80年代，Robertson等人報道了好氧反硝化細菌和好氧反硝化酶係的（de）存在，並證（zhèng）實（shí）了泛養硫球菌 Thiosesphaerapantotropha(現更名為脫氮副球菌Paracoccusdenitrifications)在生長過程中，O2 和 NO3--N 共同存在時，其生長（zhǎng）速率比兩者單獨存在時（shí）都高。越來越多的研究證明細菌好氧反硝化的存（cún）在，並（bìng）發現了一些在有（yǒu）氧條件下有較高反硝化率的細菌。
好氧反硝化作用通常分為兩種類型：
1.1 在微生物生物膜體（tǐ）係中，外部為好氧區域，適宜硝化細（xì）菌、異養細菌（jun1）等好氧微（wēi）生物的（de）生長繁殖，而在生物膜內部，由於周圍氧氣被消耗，內部呈（chéng）現出缺氧/厭氧微環境，滿足了厭氧反硝化菌的生長，從而在微區內進行厭氧反硝化作用（yòng），而在整體上出現了好氧（yǎng）硝（xiāo）化與好氧反（fǎn）硝化作用的同時進行。
1.2 此外，除傳統的厭氧反（fǎn）硝化微（wēi）生（shēng）物外，也存在好氧/兼性厭氧的微生（shēng）物，如陶厄氏菌屬(Thauera)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、不懂杆菌屬(Acinetobacter)、芽孢杆菌屬(Bacillus)等在好氧條（tiáo）件下均存在反硝化能力。但研究（jiū）發現，大多數好氧反硝化（huà）細菌所介導的反硝化作用需要更更多的碳源來支撐，在傳統的厭（yàn）氧反硝化過（guò）程中，氧氣（qì）對電子的消耗抑製了（le）反硝（xiāo）化（huà）過程中（zhōng）高價氮素的還原，而在好氧反硝化過程中，氧氣與高價氮素同時得到（dào）電子，充足的有機物提供（gòng）的電子使得好氧反硝化菌的脫氮功能和生長均得到了實現。因（yīn）此，當存（cún）在足（zú）夠的易降（jiàng）解的有機碳源時，就能發生完全（quán）的好氧反硝（xiāo）化作用。
2.短（duǎn）程硝化反硝化
短程硝（xiāo）化反硝化工（gōng）藝，是指在微（wēi）生物的硝化過程中通過控製人工濕地係統中的環境條件（jiàn），使銨態氮在（zài）轉化（huà）為亞硝態氮後不再繼續轉化為硝態氮，直接由亞硝態氮（dàn）還原為氮（dàn）氣，從而實現人工濕（shī）地的脫氮。相對於傳統的硝化反硝化過程而言，短程硝化反硝（xiāo）化過程（chéng）減少了亞硝態氮轉化為硝態氮這一過程，使反應速度提高了1.5-2 倍，氧氣的消耗（hào）減少了25%，同時直（zhí）接以亞硝態（tài）氮為底物進行反硝（xiāo）化（huà）能夠節省40%的有機碳源，還能減少50%的 N2O(溫室氣體)的產生量。
3.全程自養脫氮
全程自養（yǎng）脫氮(CANON)是在短程硝化反硝化和厭氧氨（ān）氧化（huà）的基（jī）礎上（shàng）發展起來的一（yī）種新型的人工濕地脫氮途徑，又被（bèi）稱為“短程硝化--厭氧氨氧化耦合作用（yòng）”，其主要驅動力是靠濕地基質內部微生物(AOB、NOB、Anammox菌)之間的競爭。通過控製人工濕地係（xì）統（tǒng）內部（bù）環境，在微區內通過短程硝化作用將銨態氮轉化為亞（yà）硝態（tài）氮，積累的亞硝態（tài）氮則在厭氧區（qū）與剩餘的銨態氮發生厭氧氨氧化作（zuò）用生成氮氣（qì）排（pái）出係統，從（cóng）而達到除（chú）氮目的。全程自養（yǎng）脫氮工藝中參與反應的微生物均為自養型微生物，所以幾乎（hū）不（bú）需要有機碳源的添加，且短程硝化作（zuò）用需要在微氧環境中進（jìn）行，所以（yǐ）需氧量較低，有研究表明，全程自（zì）養脫（tuō）氮過程相對於硝化反硝化過程，能（néng）夠節省2/3的（de）能耗。但全程自養脫氮過程的實現對環境條件要求苛刻，如溫度一般（bān）要求在30℃以上，亞硝態氮（dàn）的濃度要求嚴格控（kòng）製在15mg/以下，pH要求在7.5-8.0之間，同時對DO的精確控製至關重要，DO的在線濃度要維持在0.1mg/L左（zuǒ）右;另一方麵由於是自養型微生物，厭氧氨氧化菌的（de）增值緩慢，造成全程自養脫氮過程啟動較（jiào）難，在實際工程中的應用比較少。
