在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将NO2--N和NO3--N还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。
在生物反硝化过程中，不仅可使NO3--N、NO2--N被还原，而且还可位有机物氧化分解。
影响反硝化的主要因素：(1)温度 温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般，以维持20～40℃为宜。苦在气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保持良好的反硝化效果；(2)pH值 反硝化过程的pH值控制在7.0～8.0；(3)溶解氧 氧对反硝化脱氮有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法)；(4)有机碳源 当废水中含足够的有机碳源，BOD5/TN＞(3～5)时，可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值时，就需另外投加有机碳。
外加碳源有乙酸钠（醋酸钠）、复合碳源等，复合碳源是以多种有机物质为原料，经过发酵和特种酶水解技术生产的一种新型碳源产品。
复合碳源具有少量投加，易被微生物吸收利用，减少有机污泥产量，提高污泥活性的特点。它是污水生化系统启动调试或缩短恢复时间的必要碳源产品，同时也是传统脱氮、氯酸盐去除工艺的碳源佳选。