隨著氮磷污染引起的水體富營養(yǎng)化問題日益突出，城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)要求達到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-20(^) —級A標準。各城鎮(zhèn)污水處理廠為保證出水中氮的穩(wěn)定達標，一般向污水處理系統(tǒng)投加外加碳源，如甲醇、乙酸、乙酸鈉等。
雖然實現(xiàn)了廢水的達標排放，但也提高了系統(tǒng)的運行費用，這顯然不符合節(jié)能降耗的理念。在這種現(xiàn)實要求下，一些脫氮新工藝不斷問世，如短程硝化反硝化脫氮工藝、厭氧氨氧化工藝、SHARON工藝等等。這在一定程度上節(jié)約了反硝化所需的碳源，但是這些新工藝普遍存在著運行條件苛刻、難以適應污水處理廠水質(zhì)、水量多變的特性等問題，在實際工程中難以推廣應用。另一方面，環(huán)保工作者也致力于污水中自然存在的碳源的開發(fā)利用。
污泥水解酸化池，利用剩余污泥的水解后產(chǎn)物作為碳源，但是在污泥水解釋碳的同時也會導致污泥中氮、磷的釋放，增加了后續(xù)污水處理系統(tǒng)負荷，且該專利所述的水解酸化池中還需要投加載體，這也增加了工藝復雜程度。
流污泥內(nèi)含碳源作為前置內(nèi)源反硝化的唯一碳源，在一定程度上可以緩解污水脫氮過程的碳源缺乏問題，但實際運用中皆有難以進行運行控制、與現(xiàn)有污水處理工藝難以兼容等缺陷。
近年來，部分污水處理廠利用水解反應器取代傳統(tǒng)的初沉池，工藝以水解+AAO為例。此工藝中利用水解反應器去除進水中部分無機懸浮物，并將大分子有機物水解酸化成小分子有機物，提高污水可生化性；然后在后續(xù)的缺氧池內(nèi)完成反硝化脫氮。水解反應器的利用在一定程度上緩解了我國城市污水普遍存在的進水中懸浮固體無機組分含量偏高、廢水可生化性差而不利于生物利用等問題。但是實際運用中發(fā)現(xiàn)，如果在厭氧等處理之前不設(shè)水解反應器，常導致進水的可生化性以及活性污泥的活性過低， 而如果設(shè)有水解反應器，則常由于水解反應器對有機物去除率過高而加劇后續(xù)的缺氧處理中反硝化碳源不足等難題，導致出水中的總氮難以達標。因此，必須開發(fā)適合我國污水處理現(xiàn)狀、尤其是能夠通過對污水處理廠的現(xiàn)有污水處理設(shè)施進行升級改造而實現(xiàn)的高效脫氮技術(shù)，解除目前污水處理廠的脫氮困境。