市政污水中N多以NH3－N的形式存在，因此脫氮包括兩個過程：硝化及反硝化。需要好氧及缺氧兩種狀態的存在。另外還需要足夠的泥齡，以方便硝化菌的生長及提供反硝化菌足夠的易降解有機物，以保證一定的反硝化速率。
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　　硝化與反硝化的矛盾在于氮在反硝化前首先需要氧化，而氨氮的氧化會同時導致污水中易降解有機物的氧化，進而減緩反硝化的進行。傳統的解決方法是將有機物充足的原污水首先引入非曝氣區，并從曝氣區回流大量富含硝態氮的污水。

在OCO工藝中，污水從厭氧區流入缺氧區，為反硝化菌提供了合適的基質(易降解有機物)，以便反硝化能夠快速進行。硝態氮從好氧區回流至缺氧區(內回流)，含氨氮的水則進入好氧區完成硝化反應。

　　OCO工藝的一個主要特點是：好氧區與缺氧區之間的污水交換，即內回流不需泵送，以上兩個區域之間有一段是相通的。兩者之間的交換形式及量的大小是依靠攪拌器的控制來實施，因此節省能耗。當攪拌器運轉時，湍流增強，好氧區與缺氧區混合程度增強，當攪拌器停止運轉時，兩區之間的混合程度較低。此時測得的溶氧狀況如圖2所示，好氧區與缺氧區的區分很明顯。OCO反應池的構造和攪拌器的循環工作可保證好氧區和缺氧區之間很高的回流比，這種頻繁的變化是該工藝有效脫氮的關鍵之一。

回流的控制還可以改變好氧區與缺氧區的容積。當夏季暴雨造成沖擊負荷，可將2、3區均調為好氧區；夜間低負荷，可將3區用來脫氮。因此OCO工藝中好氧區與缺氧區容積的分配是動態的。可以在特定時間和地點，根據特點的污水組分進行調節。

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　　回流程度由預設的程序來完成。并由安裝在好氧區首端的在線溶氧探頭控制。
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