我國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，電費約占污水處理成本的50%-70%。在我國污水處理廠建設基礎上，通過現(xiàn)有設施的優(yōu)化運營，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，全國設市城市、縣累計建成污水處理廠3976座，污水處理能力1.7億立方米/日。按我國污水處理廠每年處理500億噸污水來計算，如果能夠節(jié)省20%的能耗，這就能夠為國家節(jié)約約30億度電。在目前國家大力提倡節(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。鼓風曝氣的能耗占污水廠總能耗的51%左右。因此，實現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能運行是污水廠節(jié)能的關鍵。

曝氣過量直接造成電能浪費，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-串級反饋的控制技術，達到了污水廠穩(wěn)定達標，節(jié)能的目的。

曝氣過程涉及兩個步驟：一是氧氣的擴散和溶解。在鼓風曝氣系統(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移。二是溶解氧的利用和消耗。這個過程綜合了好氧處理過程的有機碳去除過程、生物脫氮、生物除磷等，是由多個過程綜合作用的結果。

活性污泥法的曝氣過程是為去除有機碳、硝化、吸磷等過程提供適宜的溶解氧，以促進三種生化反應的正常進行。曝氣流量控制的目標就是是形成穩(wěn)定的溶解氧條件，為微生物生長與污染物降解建立一個動態(tài)平衡和可靠的生存環(huán)境。這一動態(tài)平衡過程的實質(zhì)，就是使總氧轉移速率近似等于總耗氧速率。由于污水廠的進水水質(zhì)和水量是變化的，在特定的時間段內(nèi)其耗氧量也是變化的，只有使該時段內(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)。