废水中的微生物要不断地摄取营养物质，经过分解代谢(异化作用)使复杂的高分子物质或高能化合物降解为简单的低分子物质或低能化合物，并释放出能量；通过合成代谢(同化作用)利用分解代谢所提供的能量和物质，转化成自身的细胞物质；同时将产生的代谢废物排泄到体外。
厌氧氨氧化工艺
厌氧氨氧化工艺是由荷兰Delft理工大学根据厌氧氨氧化原理研究开发的一种新型污水生物脱氮工艺。在此基础上发展出了多种生物脱氮工艺，如CANON、OLAND等。
由于厌氧氨氧化过程是自养的，因此不需要另加COD来支持反硝化作用，与常规脱氮工艺相比可节约100%的碳源。
而且如果把厌氧氨氧化过程与一个前置的硝化过程结合在一起，那么硝化过程只需要将部分NH4+氧化为NO2–N，这样的短程硝化可比全程硝化节省62.5%的供氧量和50%的耗碱量。