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。可以分为自养反硝化细菌和异养反硝化细菌，其中大部分反硝化细菌为异养反硝 化细菌，需要利用有机碳源进行反硝化。因此，以去除硝酸盐为目标的反硝化过程必须要有易生物降解 的碳源存在。
当反硝化过程中碳源供应不足时，会使反硝化速度降低，这是因为当有机碳供应不足时反硝化细菌 会利用自身的原生质进行内源反硝化，最终减少细菌的细胞质。所以当进水溶解性有机物不足而脱氮要 求很高时， 则需要通过补充化学物质以提供反硝化过程所需要的碳源。
可以通过向厌氧池或者缺氧池的进水口投加外碳源，以补充碳源的方式提高反硝化速率，但是如果外投 碳源过量或选择碳源不当，不但增加了系统运行费用，还使污水处理厂COD有超标风险。而使用符合碳源 不会引起出水COD超标。