在生物脫氮有氨化反應，硝化反應，反硝化反應三個階段，廢水中的氨氮首先必須被硝化或轉化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，然后在反硝化過程中，硝酸鹽將被作為細胞呼吸過程中氧化簡單碳化合物的供氧體被還原成氮氣反硝化細菌。可以分為自養反硝化細菌和異養反硝化細菌，其中大部分反硝化細菌為異養反硝化細菌，需要利用有機碳源進行反硝化。因此，以去除硝酸鹽為目標的反硝化過程必須要有易生物降解的碳源存在。

當反硝化過程中碳源供應不足時，會使反硝化速度降低，這是因為當有機碳供應不足時反硝化細菌會利用自身的原生質進行內源反硝化，最終減少細菌的細胞質。所以當進水溶解性有機物不足而脫氮要求很高時， 則需要通過補充化學物質以提供反硝化過程所需要的碳源。