氨氮和硝酸盐是造成水体富营养化的主要原因之一，生活污水以及食品、化肥等工业废水都含有大量的氮盐，其过度排放对全球环境造成了严重影响；同时,过量摄入氮元素后，人体内会把硝态氮转化为亚硝态氮从而引起高铁血红蛋白症且发生中毒，诱发人体细胞癌变。因此，如何有效去除氨氮和硝酸盐成为了当今世界必须面对的严峻问题之一。实践证明，想要使用高效的脱氮工艺对含氮污水进行深度处理，必须需要大量的碳源。但是我国的城市污水碳氮比通常偏低，某些地方的污水碳氮比仅为3～4，反硝化过程中的碳源不足，成为了限制我国污水处理中高效脱氮工艺的最大阻碍。