有机物在污水处理脱氮过程中的作用
氮是导致水体富营养化的主要因素之一。当污水中的氮排入自然水体后，会促进藻类和水生植物过度生长，使水体透明度降低，影响水中植物的光合作用，导致溶解氧减少。同时，大量藻类死亡后会被微生物分解，消耗水中的溶解氧，使水体处于缺氧状态，严重影响水生生物的生存。例如，湖泊、河流等水体富营养化后，可能会出现水华、赤潮等现象，而其他水生生物如鱼类、贝类等则会因缺氧或食物短缺而死亡，从而使生物多样性减少，取而代之的是单一的藻类群落，破坏生态平衡。对城市污水进行脱氮处理，使处理水达标排放，可有效防止水体富营养化。
污水中的总氮包括有机氮、氨氮（NH3-N和NH4+-N）、亚硝酸盐氮（NO2-N）及硝酸盐氮（NO3-N）。
生物脱氮是在微生物的作用下，将总氮中的有机氮和氨氮转化为氮气的过程。首先，有机氮在微生物的作用下氧化分解转化为氨氮，即氨化反应，而后经过好氧段硝化过程转化为亚硝酸盐氮、硝酸盐氮，最后通过缺氧段反硝化过程将硝酸盐转化为氮气而进入大气。至此，整个污水的生物脱氮过程完成。
生物脱氮目的最终是在缺氧条件下通过反硝化过程得以实现，反硝化过程需要有机物。有机物在反硝化过程所起作用：首先是提供电子供体，反硝化细菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，这个还原反应需要电子。有机物可以提供电子，满足反硝化反应的电子需求。例如，甲醇、乙酸、葡萄糖等有机物在被反硝化细菌分解代谢的过程中，其化学键中的电子被释放出来，传递给硝酸盐和亚硝酸盐，使其逐步被还原。其次是提供能量来源，反硝化细菌进行反硝化反应以及维持自身的生命活动需要能量。有机物通过氧化分解可以释放出能量，被反硝化细菌利用，就像人类需要从食物中获取能量一样，反硝化细菌需要从有机物中获取能量来维持生存和代谢反应。三是维持微生物生长与繁殖，有机物是微生物生长所必需的营养物质。反硝化细菌要大量生长和繁殖，以维持足够的数量和活性来进行反硝化反应，需要充足的有机物供应。只有当反硝化细菌的数量和活性足够高时，反硝化反应才能高效地进行，从而有效地去除水中的硝酸盐和亚硝酸盐，达到脱氮的目的。四是促进反应速率，在一定范围内，有机物的浓度越高，反硝化反应的速率越快。因为更多的有机物可以提供更多的电子供体和能量，使反硝化细菌能够更快速地进行硝酸盐和亚硝酸盐的还原反应。如果进水中缺乏有机物，反硝化反应的速率会受到限制，导致脱氮效果不佳，此时需要额外投加碳源，补充有机物，保证反硝化的顺利进行。
污水处理厂处理工艺（倒置A2/O）的生物脱氮过程：好氧池内有机氮、氨氮通过反应转化为亚硝酸盐氮、硝酸盐氮，然后回流至缺氧池，在缺氧条件下反硝化细菌利用有机物，将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，从水中逸出，实现生物脱氮。一般情况下，进水中BOD5/TKN（生化需氧量/凯氏氮）＞4.0，说明有机物充足，反硝化反应越彻底，当进水中有机物浓度低，BOD5/TKN（生化需氧量/凯氏氮）＜4.0，则无法满足微生物自身生存及反硝化过程的顺利进行，因此需要外加碳源（复合葡萄糖），提高污水中有机物浓度，确保反硝化反应的高效进行，保证出水总氮达标排放。
