傳統的生（shēng）物脫氮理論包括了好（hǎo）氧的亞硝化反應與硝化反應（yīng），與厭氧的反硝化反應（yīng）二者相互獨立，經常發生在同一反應器的不同區域或不同反應器中。但厭氧氨氧化、好氧反（fǎn）硝化、短程（chéng）硝化反硝（xiāo）化（huà）、全程自養脫氮、異養硝化--好氧反硝化脫氮機（jī）製的發現打破了這一限製。下麵林兒（ér）就對這幾種脫氮機製進行逐一的講解。(厭氧氨氧化前麵推文已詳盡講解，在此不再重複，有需要的朋友請查找曆史信息（xī）)
1.好氧反硝化
好氧反硝化是指好（hǎo）氧反硝化菌利用好氧反硝化酶的作用，在有氧條件下進行的（de）反硝化（huà）作用。20世紀80年代，Robertson等（děng）人報道了好氧反硝化（huà）細菌和好氧反硝化酶係的存在，並證實了（le）泛養硫球菌 Thiosesphaerapantotropha(現更名為脫氮（dàn）副球菌Paracoccusdenitrifications)在生長過程（chéng）中，O2 和 NO3--N 共同存在時，其生長速率比兩者（zhě）單獨（dú）存在時都高。越（yuè）來越多的研究證明細（xì）菌好氧反硝化的存在，並發（fā）現了一些在有氧條件下有較高反硝化率的細菌。
好氧反硝化作用通常分為兩種類型：
1.1 在微生物生物膜體係中，外部為好氧區域，適宜硝化細菌、異養細菌等好氧微生物的生長繁殖，而在生物膜內部（bù），由於周圍氧氣被（bèi）消耗，內部（bù）呈現出缺氧/厭氧微環境，滿足了厭氧反硝化菌的生長，從而在（zài）微區（qū）內進行厭氧反硝化作用，而在整體上出現了好氧硝化與好氧反（fǎn）硝化作用的同（tóng）時進行。
1.2 此外，除傳統的厭氧反硝化微生（shēng）物外，也存在（zài）好氧/兼性厭氧的微生物，如陶厄氏菌屬(Thauera)、假（jiǎ）單胞菌屬(Pseudomonas)、不懂杆菌屬(Acinetobacter)、芽孢杆菌屬(Bacillus)等在好氧條件下均存（cún）在（zài）反硝化能力。但研究發現，大多數好氧反硝（xiāo）化細菌所介導的反硝化作用需要更更多的碳源來支撐，在傳（chuán）統的厭氧反硝（xiāo）化過程（chéng）中，氧氣對電子的消耗抑製了反硝化過程中高價氮素的還（hái）原，而在好氧反硝化過程中，氧氣與高價氮素同時得到（dào）電子（zǐ），充足的有（yǒu）機物提供的（de）電子使得好氧反硝化菌的脫氮功能和生長均得到了實現（xiàn）。因此，當存在足夠的易降解的有機碳源時，就能發生完全的好氧反硝化（huà）作用。
2.短程硝化反硝化
短程（chéng）硝化反（fǎn）硝（xiāo）化工藝，是指在微生物的硝化（huà）過（guò）程中（zhōng）通過控製人工濕（shī）地係統中的環境條件，使銨態氮（dàn）在轉（zhuǎn）化為亞硝態氮後不（bú）再繼續轉化為（wéi）硝態氮，直接由亞硝態氮還（hái）原為氮氣，從而實現人工濕地的脫氮。相對於傳統的硝化反硝化過程而言，短程硝化反硝化過程減少了亞硝態氮轉化為硝態氮這一過程，使（shǐ）反應速度提高了1.5-2 倍，氧（yǎng）氣的消耗減少了25%，同時直接以亞硝（xiāo）態氮為底（dǐ）物進行（háng）反硝化能夠節省40%的有機碳源，還能減少50%的 N2O(溫室氣體)的產生量。
3.全程自養脫氮
全程自養脫氮(CANON)是（shì）在短程硝（xiāo）化反硝化和厭氧氨氧化的基（jī）礎上發展起來（lái）的一（yī）種新型（xíng）的人工濕地脫氮途（tú）徑（jìng），又被稱為“短程硝化--厭氧氨氧化耦合作用”，其主（zhǔ）要驅動（dòng）力是（shì）靠濕（shī）地基質內部微生物(AOB、NOB、Anammox菌)之間的競爭。通過控製人工濕地係統內部環境，在微區內通過短程硝（xiāo）化作用將銨態氮轉化為亞硝態氮，積累的亞硝態氮則在厭氧區與（yǔ）剩餘的銨（ǎn）態氮發生厭氧氨氧化作用生成氮氣排出係統，從而達到除氮目的。全程自養脫氮工藝中參與反應的微生物均為自養型微生物，所以幾乎不需要有機（jī）碳源的添加，且短程硝化作用需要在（zài）微氧（yǎng）環（huán）境中進行，所以需（xū）氧量較低，有研究表明，全程（chéng）自養脫（tuō）氮過程相對於硝化反硝化過（guò）程，能夠節省2/3的能耗。但全程自養脫氮過程的實現對環（huán）境條件要求苛刻，如溫度一般要求在30℃以（yǐ）上，亞硝態氮的濃度要求嚴格（gé）控製在15mg/以（yǐ）下，pH要求（qiú）在7.5-8.0之間，同時對DO的精確控製至（zhì）關重要，DO的在線濃度要維持在0.1mg/L左右;另一方麵由於是自養（yǎng）型微生物，厭氧氨氧化菌的增值緩慢，造成全程自（zì）養脫（tuō）氮過程（chéng）啟動較難，在（zài）實際工程中的應用比較少。
