城鎮(zhèn)污水處理過程中，去除總氮和總磷分別需要滿足一定的有機物量，由于當(dāng)前城鎮(zhèn)污水廠進水有機物濃度普遍偏低，導(dǎo)致城鎮(zhèn)污水氮磷去除困難。城鎮(zhèn)污水廠通常側(cè)重于將總氮去除，而總磷的去除一定程度上可以通過加藥來完成，對于低碳氮比的污水如何提高總氮去除率是當(dāng)前城鎮(zhèn)污水處理的關(guān)鍵問題。

基于目前城鎮(zhèn)污水處理廠進水普遍碳源不足，碳氮比很少能夠滿足不低于4的要求，當(dāng)進水的碳氮比不能滿足要求時，總氮去除率顯著下降，很容易導(dǎo)致出水不能達標(biāo)。故尋求適用于低碳源的高效低成本脫氮技術(shù)非常迫切。目前采取的主要應(yīng)對措施有改變進水策略、厭氧氨氧化、短程硝化反硝化、內(nèi)源反硝化、氫自養(yǎng)型反硝化等多種方法，在沒有好的應(yīng)對措施的情況下常常還會選擇外加碳源物質(zhì)。

外加碳源簡單，但成本高昂，污水廠難以承受，且投加的碳源需要精準(zhǔn)，過多或過少都不合適，故反應(yīng)難以控制；改變進水策略目前常常采用分步進水(多點進水)等措施，但工藝流程較復(fù)雜，構(gòu)筑物多，運行成本顯著增加；厭氧氨氧化技術(shù)可以從根本上解決碳源不足的問題，但是厭氧氨氧化需要的條件非常苛刻，一般適用于高氨氮的工業(yè)廢水，很難應(yīng)用于城鎮(zhèn)污水處理領(lǐng)域。

目前基于厭氧氨氧化方法開發(fā)的脫氮工藝應(yīng)用于城鎮(zhèn)污水處理的尚沒有成熟工藝；多級AO串聯(lián)工藝與分步進水類似，將多個缺氧池和好氧池串聯(lián)，進水分為多路，在每個缺氧池處進水，該工藝具有較好的脫氮效果，但是該工藝脫氮的去除率依賴于AO的串聯(lián)級數(shù)，串聯(lián)級數(shù)越多脫氮效果越好。