本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种智能曝气脱氮系统，其特征是，包括厌氧区、好氧区、灵活区、后缺氧区、二沉池和碳源投加储罐；所述好氧区和灵活区内均设有曝气设备、溶解氧仪表以及氨氮仪表；所述后缺氧区内设有硝酸氮仪表和氨氮仪表，所述碳源投加储罐与后缺氧区相连通，所述碳源管路上设有碳源控制阀；还包括一端设有进水泵的进水管路，所述进水管路的第一支路和第二支路分别与所述厌氧区和后缺氧区相连通，各所述仪表及控制阀均通过DCS控制系统协同控制及调节。该脱氮系统可智能化运行，即自我调整曝气量、回流量和碳源投加量，且尽可能的减少外加碳源的消耗，减少运行成本，最终达到生化系统的稳定、节能效果。