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在生物脱氮有氨化反应，硝化反应，反硝化反应三个阶段，废水中的氨氮首先必须被硝化或转化成亚硝酸盐和硝酸盐，然后在反硝化过程中，硝酸盐将被作为细胞呼吸过程中氧化简单碳化合物的供氧体被还原成氮气反硝化细菌。可以分为自养反硝化细菌和异养反硝化细菌，其中大部分反硝化细菌为异养反硝化细菌，需要利用有机碳源进行反硝化。因此，以去除硝酸盐为目标的反硝化过程必须要有易生物降解的碳源存在。

当反硝化过程中碳源供应不足时，会使反硝化速度降低，这是因为当有机碳供应不足时反硝化细菌会利用自身的原生质进行内源反硝化，最终减少细菌的细胞质。所以当进水溶解性有机物不足而脱氮要求很高时， 则需要通过补充化学物质以提供反硝化过程所需要的碳源。