污水处理的主要功能是去除有机物和无机营养物质，前者导致水体黑臭，后者则是富营养化的根源。活性污泥法将50%左右的有机物分解成水和二氧化碳，另一部分合成为生物菌体，在“以能量摧毁能量”的同时，产生大量难以处理的生物污泥。
因此，人们很自然地希望污水处理首先是对有机物进行厌氧产能或分离后厌氧产能，而不是好氧氧化分解与合成。如果有机物首先被分离或处理，污水中将会留下待处理的无机营养物质。无机磷通常可通过生物或化学过程实现高效去除，不存在技术障碍，问题主要集中在无机氮的去除。氨氮通常通过硝化和反硝化过程转化为氮气脱出，硝化过程需要大量能耗，因此人们一直在探求低能耗硝化工艺。另外，反硝化过程需要消耗大量碳源，如果有机物首先被分离，反硝化则无法进行。
如果存在低能耗和低碳源需求的脱氮技术，污水处理过程将发生重大变化：采用产能的厌氧处理替代高能耗的好氧处理，首先将有机物去除并回收能量，进而再将无机氮进行低能耗去除。