生物脱氮工艺是通过硝化作用和反硝化作用两个过程实现的。硝化作用分为两个阶段，即亚硝化（氨氧化）和硝化（亚硝酸氧化），分别由两类化能自养微生物完成，亚硝化细菌进行氨的氧化，硝化细菌完成亚硝酸氧化，再经反硝化细菌将硝态氮转化为氮气。