氨氮和硝酸鹽是造成水體富營養化的主要原因之一，生活污水以及食品、化肥等工業廢水都含有大量的氮鹽，其過度排放對全球環境造成了嚴重影響；同時,過量攝入氮元素后，人體內會把硝態氮轉化為亞硝態氮從而引起高鐵血紅蛋白癥且發生中毒，誘發人體細胞癌變。因此，如何有效去除氨氮和硝酸鹽成為了當今世界必須面對的嚴峻問題之一。實踐證明，想要使用高效的脫氮工藝對含氮污水進行深度處理，必須需要大量的碳源。但是我國的城市污水碳氮比通常偏低，某些地方的污水碳氮比僅為3～4，反硝化過程中的碳源不足，成為了限制我國污水處理中高效脫氮工藝的最大阻礙。