废水生物脱氮，一般由硝化和反硝化两个过程完成，而硝化过程分为氨氧化阶段和亚硝酸盐氧化阶段。这两个阶段分别由氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)独立催化完成。

　　第一阶段是在AOB的作用下，将氨氮NH3-N氧化为亚硝态氮NO2―N;而第二阶段是在NOB的作用下，将亚硝态氮NO2―N氧化为硝态氮NO3―N。

　　由于硝化反应是由两类生理特性完全不同的细菌独立催化完成的不同反应，所以需要通过适当控制条件，可以将硝化反应控制在NO2―N阶段，阻止NO2―N的进一步氧化，随后直接进行反硝化，这就是短程硝化反硝化的作用机理。