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（1）在好氧条件下，利用含碳有机物进行生物繁殖的异养微生物（包括细菌、原生动物和后生动物等）对含碳有机污染物进行代谢、降解和净化。 （2）在好氧条件下，将氨氮化为亚硝酸盐后，又将亚硝酸盐氧化为硝酸盐自养菌（包括氨氮化菌和亚硝酸盐氧化菌），该反应过程称为硝化作用，细菌俗称硝化菌。 （3）在缺氧条件下（基本无溶解氧条件），兼性厌氧菌（包括异养菌，称为脱氮菌）以硝酸性呼吸或亚硝酸性呼吸进行脱氮。 （4）在厌氧条件下(无溶氧)与好氧作用(反应)交替积累大量聚磷酸的细菌(异养菌，称为聚磷菌)，进行厌氧条件下释放磷和好氧条件下吸收磷。终在厌氧条件下将磷（总磷在线监测仪）转移到污泥中起到除磷作用。 活性污泥法的运行过程就是为上述四种微生物发挥各自的生理特性创造条件，如控制 适宜的生物固体停留时间，使去除含碳有机物的微生物可顺利地进行反应，停留时间要既能满足去除含碳有机污染物，又能满足硝化菌生长繁殖，易进行氨氮的硝化(氨氮的氧化即硝化过程)。另外已进行硝化的活性污泥混合液(含亚确酸盐和硝酸盐)，在有机碳存在的条件下，在好氧状态下。则脱氨岗能进行脱氮，将氮气释放于大气；在厌氧条件下，具有聚磷菌的生长条件，则于以除磷，使污水得到净化处理。
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