隨著污水處理廠持續(xù)將水中的碳源朝著能源再生或者其他的方向轉(zhuǎn)化，水體里殘留的營養(yǎng)物質(zhì)，尤其是氮，卻越來越難以去除。現(xiàn)階段，營養(yǎng)物質(zhì)的過量排放使得自然水體面臨富營養(yǎng)化以及極度缺氧的問題。

在實(shí)際的污水處理中，為保證污染物去除過程中有充足的氧氣供給，曝氣環(huán)節(jié)占據(jù)了近52%的能源消耗。然而，這個(gè)比例還會(huì)持續(xù)增長，因?yàn)橛性絹碓蕉嗟奈鬯幚韽S需要解決氨氮達(dá)標(biāo)排放的問題。通常，污水處理廠多選擇通過物理方式解決曝氣問題（如通過改進(jìn)曝氣閥、曝氣口的設(shè)計(jì)來提高曝氣池的曝氣效率），而在實(shí)際操作時(shí)會(huì)十分受限。因此，深刻認(rèn)識(shí)污水生物處理機(jī)制就顯得極為重要。它將會(huì)打破現(xiàn)階段的僵局，為污水處理能源消耗帶來真正意義上的革新。而AvN技術(shù)正是污水生物處理機(jī)制研究所孕育的產(chǎn)物。

AvN是由美國WorldWaterWorks研發(fā)推廣的一項(xiàng)污水處理過程控制及優(yōu)化的專利技術(shù)。它具有極大的靈活性，能夠幫助污水處理廠達(dá)到氨氮和總氮的出水排放標(biāo)準(zhǔn)，并且不需要對(duì)現(xiàn)有污水廠的規(guī)模進(jìn)行擴(kuò)建改造。整個(gè)過程能實(shí)現(xiàn)能源高效利用并且能在低碳需求的條件下達(dá)到目的。因此，污水中更多的碳源能夠被導(dǎo)向厭氧消化從而增加生物沼氣的產(chǎn)量。

在主流式短程生物脫氮過程中，一方面需要維持高效的氨氧化細(xì)菌（AOB）速率，另一方面需要抑制亞硝酸鹽氧化細(xì)菌（NOB）的活性。AvN技術(shù)通過控制二者之間的平衡來達(dá)到篩選分離出理想優(yōu)勢(shì)菌種，并達(dá)到短程生物脫氮的目的。與傳統(tǒng)硝化/反硝化相比，如果能夠成功抑制NOB的亞硝酸鹽氧化，那么就可以節(jié)省25%的氧氣消耗以及40%的有機(jī)碳源。在美國，大多數(shù)厭氧氨氧化技術(shù)被應(yīng)用在側(cè)流式脫氮過程中，而AvN則可以將這項(xiàng)脫氨技術(shù)應(yīng)用在主流式脫氮領(lǐng)域。整個(gè)過程控制體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：氨氮，氮氧化物，溶解氧，側(cè)流式厭氧氨氧化過程中AOB的引入，污泥停留時(shí)間（SRT）的調(diào)控等。AvN通過控制脫氨過程中的出水氨氮與氮氧化物之間的濃度關(guān)系，進(jìn)而做到“硝化/部分硝化能夠被反硝化的那部分氨氮”，最終在給定碳氮比的條件下達(dá)到最低出水總氮濃度的目標(biāo)。