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。

污水中應含有充足的電子供體（一般BOD5/TKN>4），TKN凱氏氮，水質監測指標的一項。它包括氨氮和在 此條件下能轉化為銨鹽而被測定的有機氮化合物。此類有機氮化合物主要有蛋白質、氨基酸、肽、胨、 核酸、尿素以及合成的氮為負三價形態的有機氮化合物。通常可以簡單的理解為水中氨氮和有機氮的總和。

從式子中可以看出CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+厭氧或缺氧條件，當污水中的可降解有機物不 足時，則需要額外投加營養物，所謂碳源并不是給反硝化提供碳，而是作為還原劑提供電子。

生物脫氮投加碳源都有哪些:以甲醇為碳源，反硝化反應為 6NO3-+ 5CH3OH → 3N2+ 5CO2 + 7H2O + 6OH- ，根據此反應去除1mg NO3-N 需要1.9mg CH3OH。以甲醇作為碳源比以葡萄糖作為碳源反硝化速率 快很多。甲醇在保存和使用上都需要多注意，甲醇對人體有低毒，因為甲醇在人體新陳代謝中會氧化成 比甲醇毒性更強的甲醛和甲酸（蟻酸）。葡萄糖作為碳源9C6H12O6)，C6H12O6：NO3 -N 大約為7左右， 容易引起細菌的大量繁殖，導致污泥膨脹，增加出水中COD的值，影響出水水質。當缺氧或者厭氧池子中 的污泥濃度較低時，通過以小麥面粉補充碳源對活性污泥的形成是有著很大的幫助的。乙酸鈉 （CH3COONa)作為碳源，是小分子有機酸的原因， 反硝化菌易于利用，脫氮效果是較好的。