在生物脱氮有氨化反应，硝化反应，反硝化反应三个阶段，废水中的氨氮首先必须被硝化或转化成亚硝 酸盐和硝酸盐，然后在反硝化过程中，硝酸盐将被作为细胞呼吸过程中氧化简单碳化合物的供氧体被还原成氮气反硝化细菌。
污水中应含有充足的电子供体（一般BOD5/TKN>4），TKN凯氏氮，水质监测指标的一项。它包括氨氮和在 此条件下能转化为铵盐而被测定的有机氮化合物。此类有机氮化合物主要有蛋白质、氨基酸、肽、胨、 核酸、尿素以及合成的氮为负三价形态的有机氮化合物。通常可以简单的理解为水中氨氮和有机氮的总和。
从式子中可以看出CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+厌氧或缺氧条件，当污水中的可降解有机物不 足时，则需要额外投加营养物，所谓碳源并不是给反硝化提供碳，而是作为还原剂提供电子。
生物脱氮投加碳源都有哪些:以甲醇为碳源，反硝化反应为 6NO3-+ 5CH3OH → 3N2+ 5CO2 + 7H2O + 6OH- ，根据此反应去除1mg NO3-N 需要1.9mg CH3OH。以甲醇作为碳源比以葡萄糖作为碳源反硝化速率 快很多。甲醇在保存和使用上都需要多注意，甲醇对人体有低毒，因为甲醇在人体新陈代谢中会氧化成 比甲醇毒性更强的甲醛和甲酸（蚁酸）。葡萄糖作为碳源9C6H12O6)，C6H12O6：NO3 -N 大约为7左右， 容易引起细菌的大量繁殖，导致污泥膨胀，增加出水中COD的值，影响出水水质。当缺氧或者厌氧池子中 的污泥浓度较低时，通过以小麦面粉补充碳源对活性污泥的形成是有着很大的帮助的。乙酸钠 （CH3COONa)作为碳源，是小分子有机酸的原因， 反硝化菌易于利用，脱氮效果是较好的。