污水生物脫氮的基本原理就是在將有機氮轉化為氨態氮的基礎上，先利用好氧段經硝化作用，由硝化細菌和亞硝化細菌的協同作用，將氨氮通過硝化作用轉化為亞硝態氮、硝態氮。在缺氧條件下通過反硝化作用將硝氮轉化為氮氣，溢出水面釋放到大氣，參與自然界氮的循環，大量減少水中含氮物質，降低出水的潛在危險性，達到從廢水中脫氮的目的。
具有脫氮除磷功能的污水廠，有機物主要消耗在釋磷、反硝化脫氮和異養菌生長等方面。但是，一般城市污水中所含的易降解COD(化學需氧量)是有限的，在低碳源污水處理系統中，COD/TN(化學需氧量與總氮的比值)較低的現象更為突出，VFAs(揮發性脂肪酸)含量更是十分有限，碳源不足成為反硝化和釋磷的限制因素，所以在生物脫氮除磷系統中，聚磷菌和反硝化菌因碳源不足而產生競爭，影響去除效果。
城鎮污水處理廠污染物排放標準GB18918-2002一級A排放標準。而目前運行的城市污水處理廠雖然進行一級A提標改造，但受技術條件、工藝條件的影響，出水總氮、總磷不能穩定達標。如要總氮穩定達標一般都要外加碳源，從而提高了運營成本。
多核復合型碳源富含不同微生物菌群代謝所需多種碳源，避免單一碳源環境下弱化菌群多樣化;同時富含多種微量元素、有機酸、天然生物激素等微生物益生因子，在補充碳源的同時提高了生化系統微生物活性，強化菌群多樣性，為反硝化提供更加高效碳源。