我國(guó)污水處理廠的能耗主要是電耗，處理每噸污水耗電約0.2-0.3度，電費(fèi)約占污水處理成本的50%-70%。在我國(guó)污水處理廠建設(shè)基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)有設(shè)施的優(yōu)化運(yùn)營(yíng)，存在提高出水水質(zhì)、降低能耗物耗的巨大空間。截至2016年9月底，全國(guó)設(shè)市城市、縣累計(jì)建成污水處理廠3976座，污水處理能力1.7億立方米/日。按我國(guó)污水處理廠每年處理500億噸污水來計(jì)算，如果能夠節(jié)省20%的能耗，這就能夠?yàn)閲?guó)家節(jié)約約30億度電。在目前國(guó)家大力提倡節(jié)能降耗的背景下，污水處理廠的節(jié)能降耗具有重大意義。

我國(guó)約有一半的污水處理廠采用氧化溝和AAO工藝，越來越多的AAO變形的工藝呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。鼓風(fēng)曝氣的能耗占污水廠總能耗的51%左右。因此，實(shí)現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行是污水廠節(jié)能的關(guān)鍵。

曝氣過量直接造成電能浪費(fèi)，并且溶解氧通過內(nèi)回流被帶到缺氧區(qū)影響反硝化的效果，溶解氧通過外回流被帶到厭氧區(qū)影響厭氧釋磷的過程。曝氣量不足，影響生化池中微生物活性，可能影響出水水質(zhì)。還可能造成二沉池中發(fā)生反硝化，污泥上浮，影響出水。

*近，越來越多的污水廠采取了基于前饋-串級(jí)反饋的控制技術(shù)，達(dá)到了污水廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，節(jié)能的目的。

曝氣過程涉及兩個(gè)步驟：一是氧氣的擴(kuò)散和溶解。在鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)中主要體現(xiàn)為空氣從曝氣池底部的曝氣頭釋放后，空氣中的氧氣從氣相向液相中轉(zhuǎn)移。二是溶解氧的利用和消耗。這個(gè)過程綜合了好氧處理過程的有機(jī)碳去除過程、生物脫氮、生物除磷等，是由多個(gè)過程綜合作用的結(jié)果。

活性污泥法的曝氣過程是為去除有機(jī)碳、硝化、吸磷等過程提供適宜的溶解氧，以促進(jìn)三種生化反應(yīng)的正常進(jìn)行。曝氣流量控制的目標(biāo)就是是形成穩(wěn)定的溶解氧條件，為微生物生長(zhǎng)與污染物降解建立一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡和可靠的生存環(huán)境。這一動(dòng)態(tài)平衡過程的實(shí)質(zhì)，就是使總氧轉(zhuǎn)移速率近似等于總耗氧速率。由于污水廠的進(jìn)水水質(zhì)和水量是變化的，在特定的時(shí)間段內(nèi)其耗氧量也是變化的，只有使該時(shí)段內(nèi)的供氧量和耗氧量相均衡，才能保證處理環(huán)境的穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)。