在污水处理过程的生物脱氮过程中，涉及到氨化反应、硝化反应、反硝化反应三个阶段，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，一般的比例是C:N=4:1-5:1之间，才能实现反硝化脱氮的作用。
那么当原污水中的碳源不足以支撑反硝化菌的消耗时，也就是反硝化过程中碳源供应不足时，就会使反硝化速度降低，这是因为当有机碳供应不足时，反硝化细菌就会利用自身的原生质进行内源反硝化作用，减少反硝化细菌的活性和数量，导致反硝化作用减弱甚至停止。
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。
投加位置在厌氧池或者缺氧池的进水口，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，所以对于C/N比例不合适的系统，需要计算好量之后在投加量。
为了提高生物脱氮效率，大多数污水处理厂采用分段进水和周期性改变进水的方法。一方面改良分段进水拥有充分利用碳源、脱氮效率高、运行管理方便等优点；另一方面也存在分段进水工艺操作复杂，运行调控困难的不足。此外该工艺需要多个反应器串联运行，占地面积大，运行成本也相应增加。