营养元素在工业废水生化处理中作用至关重要。生物培养的微生物按照其细胞组成及代谢性质，在生长繁殖过程中需要一定量的营养元素，主要以氮磷为主。所以工业废水生物培养过程中，需要经常性的投加营养物质，以保证废水中有足够的氮和磷。
BOD：N：P=100：5：1，这是好氧生化系统中的比例，在好氧生化培养中，缺乏氮元素将导致丝状的或者分散状的微生物群体产生，使其沉降性能差。另外，缺乏氮元素使新的细胞难以形成，而老的细胞继续去除BOD物质，结果微生物向细胞壁外排泄过量的副产物——绒毛状絮状物，这些絮状物沉淀性能差。
根据经验，从废水中每去除100kgBOD需要加5kg氮和1kg磷。 在许多条件下，氮以氨形式，磷以磷酸形式加入废水中。细菌需要氮以产生蛋白质，需要磷以产生分解废水中有机物质的酶。一般细菌较易利用氨态氮，在处理工业废水时，如果废水含氮量低，不能满足微生物的需要，需要另外补加氮营养，如尿素、硫酸铵、粪水等。
微生物中主要以细菌对磷的要求较多，工业废水中一般需要补加磷元素，如磷酸钾、磷酸钠等。
目前市面上常用营养元素碳源：甲醇、乙酸、乙酸钠、面粉、葡萄糖、生物质碳源及污泥水解上清液等。在使用过程中，需要根据实际工程情况选择合适的碳源。
投加碳源目的是为了脱氮，因此在选择碳源的时候，要兼顾污水处理厂的运行稳定，如尽可能的避免污泥膨胀、出水COD升高、亚硝基氮累积等。碳源的选择，不是单纯的经济帐，而是与稳定运行实际相紧密结合的。科学的选择碳源，才能有效的降低污水处理厂的运行成本和污水处理厂的稳定运行。