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污水中氨氮的去除主要是在传统的采用硝化工艺的活性污泥工艺的基础上，即采用延迟曝气来降低系统负荷。
影响氨氮处理效果的原因涉及很多方面，主要有：
1. 污泥负荷和污泥龄
生物硝化是低负荷过程，F/M一般为0.05~0.15kgBOD/kgMLVSS·d。负荷越低，硝化越完全，NH3-N向NO3--N的转化效率越高。与低负荷相对应，生物硝化系统的SRT一般较长，因为硝化菌的生成周期较长。如果生物系统的污泥停留时间太短，即SRT太短，污泥浓度低，就会滋生硝化细菌。不起来，就得不到硝化作用。控制多少 SRT 取决于温度等因素。对于以反硝化为主要目的的生物系统，SRT 通常为 11 至 23 天。
2. 回流比
生物硝化系统的回流比一般比传统的活性污泥法大，主要是因为生物硝化系统的活性污泥混合物中已经含有大量的硝酸盐。如果回流比过小，则活性污泥在二沉池中的停留时间较长，容易发生反硝化作用，导致污泥上浮。通常回流比控制在50-100%。
3. 水力停留时间
生物硝化曝气池的水力停留时间也比活性污泥法长，至少应在8h以上。这主要是因为硝化率远低于有机污染物的去除率，因此需要更长的反应时间。
4. BOD5/TKN
TKN是指水中有机氮和氨氮的总和，流入污水中的BOD5/TKN是影响硝化效果的重要因素。 BOD5/TKN越大，活性污泥中硝化菌的比例越小，硝化速率越小，相同运行条件下硝化效率越低；反之，BOD5/TKN越小，硝化效率越高。多家污水处理厂的运行实践发现，BOD5/TKN值的最佳范围约为2~3。
5. 硝化率
生物硝化系统的一个特殊工艺参数是硝化率，它是指每天每单位重量活性污泥转化的氨氮量。硝酸盐硝化率的大小取决于活性污泥中硝化菌的比例、温度等诸多因素，典型值为0.02gNH3-N/gMLVSS×d。
6. 溶解氧
硝化细菌是专性好氧细菌，在没有氧气的情况下停止生命活动，硝化细菌的吸氧率远低于分解有机物的细菌。如果没有保持足够的氧气，硝化细菌就会“争夺”少于所需的氧气。因此，需要保持生物池好氧区的溶解氧在2mg/L以上，特殊情况下需要增加溶解氧含量。
7. 温度
硝化细菌对温度变化也非常敏感。当污水温度低于15℃时，硝化率会明显下降。当污水温度低于5℃时，其生理活动将完全停止。因此，污水处理厂，尤其是北方地区的污水处理厂出水氨氮超标现象在冬季更为明显。
8. 酸碱度
硝化细菌对pH反应非常敏感。在pH 8-9范围内，它们的生物活性最强。当 pH < 6.0 或 > 9.6 时，硝化细菌的生物活性会受到抑制并趋于停止。因此，生物硝化系统的混合溶液的pH值应尽可能控制在7.0以上。
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