生物脫氮過程中，涉及到氨化反應、硝化反應、反硝化反應三個階段，廢水中的氨氮首先必須被硝化菌硝化，轉化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，然后在反硝化菌的作用下發生反硝化作用，硝酸鹽將被作為細胞呼吸過程中氧化簡單碳水化合物的供氧體，被反硝化細菌還原為氮氣排入大氣中。

污水中的碳源不足以支撐反硝化菌的消耗時，也就是反硝化過程中碳源供應不足時，就會使反硝化速度降低，這是因為當有機碳供應不足時，反硝化細菌就會利用自身的原生質進行內源反硝化作用，減少反硝化細菌的活性和數量，導致反硝化作用減弱甚至停止。

脫氮要求很高時，則需要通過補充化學物質以提供反硝化過程所需要的碳源。投加位置在厭氧池或者缺氧池的進水口，以補充碳源的方式提高反硝化速率。