營養元素在工業廢水生化處理中作用至關重要。生物培養的微生物按照其細胞組成及代謝性質，在生長繁殖過程中需要一定量的營養元素，主要以氮磷為主。所以工業廢水生物培養過程中，需要經常性的投加營養物質，以保證廢水中有足夠的氮和磷。
BOD：N：P=100：5：1，這是好氧生化系統中的比例，在好氧生化培養中，缺乏氮元素將導致絲狀的或者分散狀的微生物群體產生，使其沉降性能差。另外，缺乏氮元素使新的細胞難以形成，而老的細胞繼續去除BOD物質，結果微生物向細胞壁外排泄過量的副產物——絨毛狀絮狀物，這些絮狀物沉淀性能差。
根據經驗，從廢水中每去除100kgBOD需要加5kg氮和1kg磷。 在許多條件下，氮以氨形式，磷以磷酸形式加入廢水中。細菌需要氮以產生蛋白質，需要磷以產生分解廢水中有機物質的酶。一般細菌較易利用氨態氮，在處理工業廢水時，如果廢水含氮量低，不能滿足微生物的需要，需要另外補加氮營養，如尿素、硫酸銨、糞水等。
微生物中主要以細菌對磷的要求較多，工業廢水中一般需要補加磷元素，如磷酸鉀、磷酸鈉等。
目前市面上常用營養元素碳源：甲醇、乙酸、乙酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質碳源及污泥水解上清液等。在使用過程中，需要根據實際工程情況選擇合適的碳源。
投加碳源目的是為了脫氮，因此在選擇碳源的時候，要兼顧污水處理廠的運行穩定，如盡可能的避免污泥膨脹、出水COD升高、亞硝基氮累積等。碳源的選擇，不是單純的經濟帳，而是與穩定運行實際相緊密結合的。科學的選擇碳源，才能有效的降低污水處理廠的運行成本和污水處理廠的穩定運行。