在生物脫氮的過程之中，反硝化反應的還原基質為硝酸鹽的脫氮過程稱為整程硝化反硝化。若氨氮發生氨氧化反應生成的亞硝酸鹽未再繼續被氧化，硝化過程停留在亞硝化階段，亞硝酸鹽直接被反硝化菌利用生成氮氣，這種脫氮過程稱為短程硝化反硝化。與傳統生物脫氮方法相比，短程硝化反硝化具有耗氧量少，耗能低，反硝化階段減少40%左右的有機碳源，節約成本、污泥產量低等優點。影響短程硝化過程的主要因素有∶DO濃度、pH值、溫度、污泥齡、游離氨濃度等。通過農村污水處理設備在變流量進水期間，好氧池中DO濃度的變化情況得出：

進水流量增加，而好氧池中曝氣量不變，所以好氧池中溶解氧被大量進水稀釋后濃度下降。在一整天之內，溶解氧濃度會出現兩個波峰，三個波谷。隨著進水流量減小，厭氧池和缺少氧池也的水力停留時間增加后消耗降解的有機污染物量也逐漸增多，進入好氧池中的有機物隨之減少，所以在相同曝氣下好氯池中溶解風濃度開始上升。進水流量增加時好氧池中游解氧濃度達到峰值。

農村污水處理設備在變流量進水期間好氧池中NO2-N、NOx-N含量以及NO2-N積累率的變化情況得出，好氧池中NO3-N平均質量濃度為6.5mg/L，NO2-N平均質量濃度為3.9mg/L，NO2-N積累率達到40%左右，表明好氧池中發生了輕微的短程硝化現象。在好氧池中，隨著溶解氧濃度的減低，硝化菌逐漸占有競爭勢頭，利于硝化反應的進行。氨氧化菌（AOB）的氧飽和常數一般為0.2~0.4mg/L，亞硝酸氧化菌（NOB）的為1.2~1.5mg/L。在低溶解氧濃度下，AOB和NOB會爭奪溶解氧。而AOB對氧的融和力大于NOB，所以在好氧池中低溶解氧濃度下AOB氧化氨氮為亞硝態氮的氨氧化反應越容易進行。

低溶解氧濃度和累積的NO2-N都會對NOB的活性產生制約作用，使NO2-N在好氧池中得到積累。AOB具有飽食饑餓特性，可以適應溶解氧的波動。在溶解氧濃度較低時AOB處于低氧飽食階段，利用少量的氧進行氨氧化反應;溶解氧濃度升高后，進入高氧饑餓階段，AOB處于內源呼吸狀態，恢復了活性。而NOB由于不具有飽食饑餓特性從而不能適應溶解氧的變化，因此在農村污水處理設備運行過程逐漸被淘汰。AOB的飽食饑餓特性是變流量進水條件下實現短程硝化的生物學基礎。