污水處理的主要功能是去除有機物和無機營養物質，前者導致水體黑臭，后者則是富營養化的根源。活性污泥法將50%左右的有機物分解成水和二氧化碳，另一部分合成為生物菌體，在“以能量摧毀能量”的同時，產生大量難以處理的生物污泥。
因此，人們很自然地希望污水處理首先是對有機物進行厭氧產能或分離后厭氧產能，而不是好氧氧化分解與合成。如果有機物首先被分離或處理，污水中將會留下待處理的無機營養物質。無機磷通常可通過生物或化學過程實現高效去除，不存在技術障礙，問題主要集中在無機氮的去除。氨氮通常通過硝化和反硝化過程轉化為氮氣脫出，硝化過程需要大量能耗，因此人們一直在探求低能耗硝化工藝。另外，反硝化過程需要消耗大量碳源，如果有機物首先被分離，反硝化則無法進行。
如果存在低能耗和低碳源需求的脫氮技術，污水處理過程將發生重大變化：采用產能的厭氧處理替代高能耗的好氧處理，首先將有機物去除并回收能量，進而再將無機氮進行低能耗去除。