硝化和反硝化反应的进行是受到一定制约的，一方面，自养硝化菌在大量有机物存在的条件下，对氧气和营养物的竞争不如好氧异养菌，从而导致异养菌占优势;另一方面，反硝化需要提供适当的电了供体，通常为有机物。上述硝化菌和反硝化菌的不
同要求导致了生物脱氮反应器的不同组合，如硝化与反硝化由同一污泥完成的单一污泥工艺和由不同污泥完成的双污泥工艺。前者通过交替的好氧区与厌氧区来实现，后者则通过使用分离的硝化和反硝化反应器来完成。如果硝化在后，需要将硝化废水进行回流;如果硝化在前，需要外加电了供体，这就是传统脱氮工艺存在的问题和困难所在。