在污水處理過程的生物脫氮過程中，涉及到氨化反應、硝化反應、反硝化反應三個階段，反硝化細菌可以分為自養反硝化細菌和異養反硝化細菌，其中大部分反硝化細菌為異養反硝化細菌，需要利用有機碳源進行反硝化。因此，以去除硝酸鹽為目標的反硝化過程必須要有易生物降解的碳源存在，一般的比例是C:N=4:1-5:1之間，才能實現反硝化脫氮的作用。

那么當原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。

所以當進水溶解性有機物不足而脫氮要求很高時，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，但是如果外投碳源過量或選擇碳源不當，不但增加了系統運行費用，還使污水處理廠COD有超標風險，所以對于C/N比例不合適的系統，需要計算好量之后在投加量。

為了提高生物脫氮效率，大多數污水處理廠采用分段進水和周期性改變進水的方法。一方面改良分段進水擁有充分利用碳源、脫氮效率高、運行管理方便等優點；另一方面也存在分段進水工藝操作復雜，運行調控困難的不足。此外該工藝需要多個反應器串聯運行，占地面積大，運行成本也相應增加。