在污水处理工艺中，生物反应单元是其核心，这一部分运行控制的好坏直接关系到整个污水处理厂的运行状况。因此，本文从工艺技术机理、影响因素等方面入手，寻求最佳运行控制的参数与方式。　　在污水生物处理过程中，影响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类。　　基质类包括营养物质，如以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质、以及铁、锌、锰等微量元素；另外，还包括一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。　　环境类影响因素主要有：　　（1）温度。温度对微生物的影响是很广泛的，尽管在高温环境（50℃～70℃）和低温环境（-5～0℃）中也活跃着某些类的细菌，但污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是20-30℃。在适宜的温度范围内，微生物的生理活动旺盛，其活性随温度的增高而增强，处理效果也越好。超出此范围，微生物的活性变差，生物反应过程就会受影响。一般的，控制反应进程的最高和最低限值分别为35℃和10℃。　　（2）PH值。活性污泥系统微生物最适宜的PH值范围是6.5-8.5，酸性或碱性过强的环境均不利于微生物的生存和生长，严重时会使污泥絮体遭到破坏，菌胶团解体，处理效果急剧恶化。　　（3）溶解氧。对好氧生物反应来说，保持混合液中一定浓度的溶解氧至关重要。当环境中的溶解氧高于0.3mg/l时，兼性菌和好氧菌都进行好氧呼吸；当溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零时，兼性菌则转入厌氧呼吸，绝大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌（多数为丝状菌）还可能生长良好，在系统中占据优势后常导致污泥膨胀。一般的，曝气池出口处的溶解氧以保持2mg/l左右为宜，过高则增加能耗，经济上不合算。　　在所有影响因素中，基质类因素和PH值决定于进水水质，对这些因素的控制，主要靠日常的监测和有关条例、法规的严格执行。对一般城市污水而言，这些因素大都不会构成太大的影响，各参数基本能维持在适当范围内。温度的变化与气候有关，对于万吨级的城市污水处理厂，特别是采用活性污泥工艺时，对温度的控制难以实施，在经济上和工程上都不是十分可行的。因此，一般是通过设计参数的适当选取来满足不同温度变化的处理要求，以达到处理目标。因此，工艺控制的主要目标就落在活性污泥本身以及可通过调控手段来改变的环境因素上，控制的主要任务就是采取合适的措施，克服外界因素对活性污泥系统的影响，使其能持续稳定地发挥作用。　　实现对生物反应系统的过程控制关键在于控制对象或控制参数的选取，而这又与处理工艺或处理目标密切相关。　　前已述及溶解氧是生物反应类型和过程中一个非常重要的指示参数，它能直观且比较迅速地反映出整个系统的运行状况，运行管理方便，仪器、仪表的安装及维护也较简单，这也是近十年我国新建的污水处理厂基本都实现了溶解氧现场和在线监测的原因。　　对于有特殊处理要求或某项指标成为处理过程的限制因素时，也可将出水的某项指标作为控制参数。例如，对出水中氨氮或硝酸盐氮有严格限制时，限制的指标可以被选取作为控制参数。这需要在反应池内设置氨氮和硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮的监测仪表，将现场监测到的数据反馈到控制系统，通过改变供气量的多少来增强或减弱某一生物反应（硝化或反硝化），从而达到所希望的出水指标。这一控制方式在国外有应用，如美国奥兰多（Orlando）的一个Water Reclamation Facility，该厂在1986年扩建时并无对出水中硝酸盐氮控制的要求，但在1992年，佛罗里达州环境保护部对所有处理设施增加了出水硝酸盐氮需在10mg/l以下的限制要求。在不改动处理构筑物的条件下，该厂通过增设现场仪表，采取自动控制供气量的方式达到了处理要求。但在我国，以采集这类水质指标为控制参数的控制方式尚未见有应用实例，其原因可能是此类参数的在线监测仪表十分昂贵，特别是如硝酸盐氮等在线监测仪表基本上得依赖于国外进口。因此，现阶段这种控制方式在我国还难以实施。