溶解氧濃度是重要的參數之一 ，它直接影響到系統的硝化、反硝化程度。水中溶解氧的含量，影響了反應器內微生物絮體結構的大小和生物量的多少。對于懸浮生長污泥和附著生長的生物膜，由于氧的擴散，在污泥絮體內和生物膜內部形成了溶解氧的變化梯度。在生物膜表層，由于溶解氧的濃度較高，以好氧菌和硝化細菌為主；在生物膜內部，溶解氧濃度逐漸降低，形成了缺氧區，以反硝化菌為主，這種厭氧微環境的存在使得硝化反硝化得以同時發生。所以，為實現同步硝化反硝化，首先溶解氧的濃度應滿足有機物的氧化和硝化反應的要求；其次溶解氧濃度又不宜過高，以保證厭氧、缺氧微環境的形成，同時使系統中有機物不至于過度消耗而影響了反硝化所需的碳源。將溶解氧控制在適宜的范圍內，使硝化速率和反硝化速率越接近，總氮的去除效果將越好。由于進水水質和生物膜狀況的不同，溶解氧的范圍也不同。

在本試驗中，溶解氧控制在1. 5~3.5mg/L時，脫氮效果較好。當DO大于3.5mg/L時，脫氮效率和反硝化速率有所降低。這是因為硝化菌在活性污泥中的比例較低，且大部分存在于生物膜的內部，溶解氧濃度的增加能提高溶解氧對生物膜的穿透力，增加生物膜內部的溶解氧濃度，因而可以提高硝化反應速率。但由于反硝化反應發生在缺氧環境中，當反應器中DO升高時，缺氧微環境逐步縮小，反硝化反應受到抑制，導致出水中的硝態氮濃度隨DO的升高而逐步增加，脫氮率降低。當DO小于1. 5mg/L時，溶解氧的穿透能力較弱，生物膜內部區域大部分呈厭氧狀態，這就導致了硝化反應速率的降低，從而也影響了脫氮效果。另外本試驗中，亞硝酸鹽氮的含量一直保持在一個很低的水平。