傳統的生物脫氮理論包（bāo）括了好氧的亞硝化（huà）反應與硝化反應，與厭氧的反硝化反應二者相互獨立，經常發生在同一反應器的不同區域或（huò）不同反應器中。但厭氧氨氧化、好氧反硝化、短程（chéng）硝（xiāo）化反硝化、全程（chéng）自養脫氮（dàn）、異養硝化--好氧反硝化脫氮機（jī）製的發現打破了這一限製。下麵林（lín）兒（ér）就對（duì）這幾（jǐ）種脫氮機製進行逐一的講解。(厭（yàn）氧氨（ān）氧化前麵（miàn）推文已詳盡講解，在此不（bú）再重複（fù），有需要的朋友請查找曆史信息)
1.好氧反硝（xiāo）化（huà）
好氧反硝化是指好氧反硝化菌利用好（hǎo）氧反硝（xiāo）化酶的作用，在有氧（yǎng）條件下進行的反硝化作用。20世紀80年代，Robertson等人（rén）報道了好氧反硝化細菌和好氧反硝（xiāo）化酶係的存在，並證實了泛養硫球菌 Thiosesphaerapantotropha(現更名（míng）為（wéi）脫氮副球菌（jun1）Paracoccusdenitrifications)在生長過程中，O2 和 NO3--N 共同（tóng）存在時，其生（shēng）長速率比兩（liǎng）者單獨存（cún）在時都高。越來越多的研究證明細菌（jun1）好氧反硝化的存在，並發現了一些在有氧條件下有較高反硝（xiāo）化率的（de）細（xì）菌。
好（hǎo）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（zhōng），外部為好氧（yǎng）區域，適宜硝化細菌、異養細菌等好氧微生物的生長（zhǎng）繁殖，而在生物膜內部（bù），由於周圍氧氣被（bèi）消耗，內部呈現出缺氧（yǎng）/厭氧微環境，滿足了（le）厭氧反硝（xiāo）化菌的生長，從（cóng）而在微區內（nèi）進行厭氧反（fǎn）硝化作用，而在整體上出現了好氧硝化與好（hǎo）氧反硝化作用的同時進行。
1.2 此外，除傳統的厭氧反（fǎn）硝化微生物外，也存在好氧（yǎng）/兼性厭氧的（de）微生物，如陶厄氏菌屬(Thauera)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、不懂杆菌屬(Acinetobacter)、芽孢杆菌（jun1）屬(Bacillus)等在好氧條件下均存在反硝化能力（lì）。但（dàn）研究發現，大多（duō）數好氧反硝化細菌所（suǒ）介導的反硝化作用需要更更多的碳源來支撐，在傳統的厭氧反硝化過程中，氧氣對電子的消耗抑製了反硝化過程中（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電子，充足的有機物（wù）提供的電子使得好氧反（fǎn）硝（xiāo）化菌的脫氮功能和生長均得到了實（shí）現。因此（cǐ），當（dāng）存在足夠的易（yì）降解的有（yǒu）機碳源時，就能（néng）發生完全的好氧反硝（xiāo）化作用。
2.短程硝化反硝化
短程硝化反硝化工藝，是指在（zài）微生物的（de）硝化過程中通過控製人工濕地係統中（zhōng）的環境（jìng）條件（jiàn），使銨態氮在轉化為亞硝（xiāo）態（tài）氮（dàn）後不再繼續轉化為硝態氮，直接由亞硝態氮還原為（wéi）氮氣，從而實（shí）現人工濕（shī）地（dì）的脫氮。相對（duì）於傳統的硝化反（fǎn）硝化過程而（ér）言，短程硝化反硝化（huà）過程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，氧氣的消耗減少了25%，同時直接以亞硝態氮為底物（wù）進行反硝化能夠節省40%的有機碳源（yuán），還能減少50%的 N2O(溫室氣體)的（de）產生量。
3.全程自養脫氮（dàn）
全程自養脫氮(CANON)是在短程硝化反（fǎn）硝化和厭氧氨氧化的基礎上發展起來的一種（zhǒng）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（ǒu）合作用”，其主要驅（qū）動力是靠濕地基質內部微生物(AOB、NOB、Anammox菌)之間的（de）競爭。通過控製人工濕地係統內部環境，在微區內通過（guò）短程硝化作用將銨態氮轉化為亞硝（xiāo）態氮，積累的亞硝態氮（dàn）則在厭氧區與剩餘的（de）銨態氮發生厭氧氨氧化作用生成氮氣排出係統（tǒng），從而達到除氮目的。全程自養（yǎng）脫氮工（gōng）藝中參（cān）與反應的微生物均為自養型微生物，所以幾乎不需要有（yǒu）機碳源的添加，且短程硝化作用需要在微（wēi）氧環（huán）境中（zhōng）進行，所以需氧量較（jiào）低，有研究表明，全程（chéng）自養脫氮過程相對於硝化反硝化過程，能夠節省2/3的能耗。但全程自養脫氮過程的（de）實現對環境條件要求苛刻，如溫度一般要求在（zài）30℃以上，亞硝態氮的濃度要求嚴（yán）格控製在15mg/以下，pH要求在（zài）7.5-8.0之間，同時對DO的精（jīng）確控製至關重要，DO的在線濃度要維持在（zài）0.1mg/L左右;另一方麵由於是自養型微生物，厭氧氨氧化菌的增（zēng）值緩慢（màn），造（zào）成全程自養脫氮過（guò）程啟動較難，在實際工程中的應用比較少。
