硝化过程由于需要好氧的条件，因此在一般的活性污泥工艺中都设置了好氧池或好氧区，通过曝气设备向水中充入大量空气或氧气，保证硝化过程的进行。早期设计的污水厂对于曝气量的控制大多依据设计参数或经验，往往导致硝化效率不稳定，时而不达标，时而又曝气过量。由于曝气所需的电能占污水厂日常运行费用的很大部分，因此这种粗放型的控制方式会导致运行费用较高。近年来，随着水处理工艺技术不断进步，逐渐将自动控制系统引入到污水厂日常运行管理中，采用溶解氧在线分析仪在曝气区域对曝气量进行反馈控制，根据经验值一般将水中溶解氧控制在2mg/L左右可以基本保证硝化反应的正常进行。但是，水中的溶解氧浓度只是保证硝化反应可以正常进行的一个外部条件，影响硝化反应的因素还有很多，包括pH值、温度、有机物浓度、水力停留时间和污泥龄等，单纯控制溶解氧浓度为恒定值还不能达到非常理想的效果。因此，为了对硝化反应过程更加合理地实施控制，引入了以氨氮和溶解氧协调控制方案。
       对于大多数城市污水处理厂而言。主要能耗用于氨氮的硝化过程，因为大部分的可降解有机物已在反硝化过程中去除。氨氮在溶解氧的作用下转化为硝氮的过程是脱氮工艺的核心部分，污水中氨氮对溶解氧的需求直接反映了系统对溶解氧的需求。由工艺流程(见图6-52)可知，在硝化池末端安装溶解氧和氨氮分析仪，对溶解氧和氨氮进行实时监控，并由氨氮浓度和溶解氧浓度协调控制曝气池总管上的空气阀开启度，调节供氧强度。溶解氧浓度一般控制在2 -3mg/L恰到好处，既能保证硝化反应的进行，又可避免溶解氧浓度过高经内回流通道带入到缺氧区，不仅影响缺氧区的正常反应，而且增加能耗。当溶解氧浓度超过上限阈值时，可采取关闭鼓风机的措施来降低能耗，氨氮浓度维持在一个相对稳定的水平上。曝气池溶解氧与氨氮的实时监控图见图6-53。