对现有污水三段生物脱氮工艺的改进，尤其涉及能有效降低运行成本，并能有效除磷，满足污水处理出水低氮、低磷要求的污水三段生物处理工艺。
三段式生物脱氮技术是一种高效的污水有机物降解脱氮工艺，它是由独立的有机物氧化降解段，硝化段和反硝段依次组成。
此工艺特点是将有机物氧化降解、硝化及反硝化脱氮均分开独立，并且每一部分都有自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统(各段泥分开循环，例如含硝化菌群的活性污泥和含反硝化菌群的活性污泥拥有各自独立的反应区)，构成三段式生物脱氮处理。
由于有机物氧化除碳、硝化和反硝化在各自反应区(器)内进行(分别去除)，有利于分别控制各自工艺在适宜条件下运行，因而具有较高的处理效率，此为三段生物处理高效的最大特点。但此工艺由于反硝化段设置在有机物氧化段和硝化段之后，主要靠内源呼吸碳源进行反硝化效率较低，通常需要外加碳源来保证高效稳定的反硝化反应，而不断外加碳源导致运行费用相对较高;此外由于外加碳源，还可能造成处理出水COD超标。
其次，系统虽然具有很好的脱氮效果，但由于缺少厌氧释磷工艺段，使得除磷效果很差，难以满足现有污水处理同时低氮低磷标准要求。
再就是，各段反应区同沉淀池分建，导致占地面积大，土地利用率低，并且分池建设池壁总长度长，导致建设投资成本高。