依据常规生物脱氮原理，脱氮过程包括将氨氮氧化为硝酸盐氮或亚硝酸盐氮的硝化反应和将硝酸盐氮或亚硝酸盐氮还原为氮气的反硝化反应。硝化反应是一个好氧过程，由自养菌完成；而反硝化反应是一个缺氧过程，由异养菌完成。传统的生物脱氮工艺中，硝化和反硝化是在两个或多个独立的具有不同溶解氧浓度的反应器中进行，或是在时间上造成交替缺氧和好氧环境的同一个反应器中进行。这样的工艺往往存在着需进行硝化液回流或外加有机碳源和补充碱度，运行费用高，占地面积大，投资高等缺点。为了解决这些问题，我们设计了一个新型的气动循环生物反应器。气动循环反应器采用生物膜法，在反应器内部不同的区域培养不同的细菌，通过曝气动力推动反应液在不同的区域循环流动，从而实现脱碳和脱氮。采用实际生活污水和模拟的生活污水考察了不同曝气量和水力停留时间条件下反应器的脱碳和脱氮效果，发现反应器在曝气量900L／h、水力停留时间为24h时出水水质和处理效果最好，并确定自动控制系统的DO(dissolved oxygen)控制范围为4.50～5.00mg／L。本文采用Bang-Bang控制策略，以溶解氧(DO)作为控制参数，对反应器好氧区的DO实行闭环离散反馈控制。实验采用在线溶解氧仪对好氧区溶解氧进行检测，再将检测结果反馈到控制器中，由控制器将检测信号与预设的控制范围进行对比后发出控制指令给曝气系统的控制阀门，最终实现反应器的自动控制，提高了单位反应器的处理效率。检测24小时连续自动运行下反应器的运行情况，出水COD和TN都始终低于20mg／L，COD去除率在90％以上，TN去除率在80％以上。自动控制系统运行情况良好，可以对气动循环生物反应器的运行进行有效的控制。