随着水环境污染和水体富营养化现象在许多国家和地区日益严峻，生物脱氮工艺越来越多地收到人们的重视，对污水厂出水水质制定了严格的氨氮排放标准。
ANO生物脱氮工艺流程中，原污水先进入缺氧池，再进入好氧池，并将好氧池的混合液与沉淀池的污泥同时回流到缺氧池。
污泥和好氧池混合液的回流保证了缺氧池和好氧池中有足够的微生物并使缺氧池得到好氧池中硝化产生的硝酸盐。
而原污水和混合液的直接进入又为缺氧池反硝化提供了充足的碳源有机物（不充足可以外加碳源有机物），使反硝化反应能在缺氧池中得以进行。反硝化反应后的出水又可在好氧池中进行BOD5的进一步降解和硝化作用。
缺氧池和好氧池可以是两个独立的构筑物。生物脱氮的机理是通过污水的硝化和反硝化实现的。
硝化是异样微生物将含氮化合物转化为硝态氮的过程，是好氧过程，所以在好氧区进行。
反硝化是异养微生物将硝态氮转化为氮气的过程，在无氧条件下硝态氮作为有机物氧化过程中的最终电子受体，所以它在缺氧区进行。因此脱氮过程又称ANO工艺。