傳統的生物脫氮工藝基本原理是在二級生物處理過程中，先將有機氮轉化為氨氮，再通過硝化菌和反硝化菌的作用將氨氮轉化為亞硝態氮和硝態氮，*終通過反硝化作用將硝態氮轉化為氮氣完成脫氮。
因為硝化與反硝化反應的進行存在相互制約的關系；在有機物大量存在的情況下，自養硝化菌對氧氣和營養物的競爭力不如好養異養菌，無法占據主導地位；反硝化需要有機物作為電子供體，但是硝化過程去除了大量的有機物，導致反硝化過程中碳源缺乏，所以為平衡兩單元的不同需求，發展出多種生物脫氮方法相結合的工藝。
pH做為基本的污水指標，勢必成為供求的熱點，這對廣大的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，必將為中國的環保事業帶來可觀的經濟效益。我們美國BroadleyJames生產的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極經久耐用，質量可靠，測試準確，廣泛應用于各級環保污水監測以及污水處理過程。
傳統的生物脫氮工藝主要依靠調整工藝流程來緩解硝化菌反應環境和反硝化菌反應環境之間存在的矛盾。如果硝化反應階段在前，則需要外加電子供體例如甲醇等物質，提高了運行費用;如果硝化反應階段在后，則需要將硝化廢水回流，容易產生污泥上浮并且需要提高回流比以獲得更高的去除率。
這個矛盾在處理氨氮濃度較低的市政廢水中尚不明顯，但在處理垃圾滲濾液、畜牧廢水等高濃度氨氮廢水時，*的限制了系統脫氮效率。
近年來通過理論研究和實踐創新，人們發現了一些與傳統生物脫氮理論相反的生物脫氮方法，如SND工藝、SHARON工藝、ANAMMOX工藝、SHARON-ANAMMOX組合工藝、OLAND工藝、CANON工藝。
1、同步硝化反硝化（SND）脫氮工藝
根據傳統生物脫氮理論，脫氮途徑一般包括硝化和反硝化兩個階段，硝化和反硝化兩個過程需要在兩個隔離的反應器中進行，或者在時間或空間上造成交替缺氧和好氧環境的同一個反應器中；實際上，較早的時期，在一些沒有明顯的缺氧及厭氧段的活性污泥工藝中，人們就層多次觀察到氮的非同化損失現象，在曝氣系統中也曾多次觀察到氮的消失。
在這些處理系統中，硝化和反硝化反應往往發生在同樣的處理條件及同一處理空間內，因此，這些現象被稱為同步硝化/反硝化（SND）。
對于各種處理工藝中出現的SND現象已有大量的報道，包括生物轉盤、連續流反應器以及序批示SBR反應器等等。與傳統硝化-反硝化處理工藝比較，SND能有效地保持反應器中pH穩定，減少或取消堿度的投加；減少傳統反應器的容積，節省基建費用；對于僅由一個反應池組成的序批示反應器來講，SND能夠降低實現硝化-反硝化所需的時間；曝氣量的節省，能夠進一步降低能耗。
因此SND系統提供了今后降低投資并簡化生物除氮技術的可能性。
2、短程硝化脫氮（SHARON）工藝
SHARON工藝即短程硝化脫氮工藝，是荷蘭Delft技術大學1997年提出開發的新型生物脫氮工藝。基本原理是在同一個反應器內，在有氧的條件下，自養型亞硝酸菌將NH3-N轉化為NO2-，然后在缺氧條件下，異養型反硝化菌以有機物為電子供體，以NO2-為電子受體，將NO2-轉化為N2。其理論基礎是亞硝酸型硝化反硝化技術，生化反應可用下式表示
該工藝的關鍵是如何將氨氧控制在亞硝酸階段，并持久維持在較高濃度的亞硝酸鹽積累。
該工藝使用無需污泥停留的CSTR反應器，在較短的HRT和30~40攝氏度的條件下，通過“洗泥”的方式進行種群篩選，產生大量的亞硝酸菌。SHARON工藝適用于高濃度氨（500mg/L）廢水的處理，尤其適用于具有脫氨要求的預處理或旁路處理。該工藝與傳統工藝相比可節省供氧量25%，可節省反硝化碳源40%。
3、厭氧氨氧化（ANAMMOX）工藝
ANAMMOX工藝是荷蘭Delft大學1990年提出的一種新型脫氮工藝。在厭氧條件下，微生物以NH3-N為電子供體，NO2-為電子受體，把NH3-N、NO2-轉化為N2的過程。其生化反應可由下式表示
厭氧氨氧化過程中起作用的微生物是ANAMMOX菌。該菌是專性厭氧化學無機自養細菌，生長十分緩慢，在實驗室的條件下世代期為2~3周，厭氧氨氧化過程的生物產量很低，相應污泥產量也很低。