城鎮污水處理系統的水質數據分析顯示：我國70%左右的城鎮污水處理廠進水BOD5/TN比值小于4，其中北方城市污水廠進水BOD5/TN比值為4，南方城市污水廠進水BOD5/TN比值為3，可見，碳源不足的情況在全國范圍內都是一個棘手的問題。
污水廠多采取的是傳統生物/化學工藝處理低碳源污水，雖然可以滿足城鎮污水排放標準，但是污水廠運行成本較高，同時進水方式復雜、操控困難，也給污水廠處理低碳源污水增加了難度，主要存在以下幾個問題：
污水廠的運行成本高
由于傳統硝化反硝化工藝需要消耗大量有機物，為了滿足反硝化，需要投加大量碳源，提高C/N。污水廠通常選擇乙酸、乙醇、葡萄糖、乙酸鈉、復合碳源等有機物作為外加碳源，其市場均價在2500元以上（各地方數據有所偏差）。
近年來，以天然的固體有機物為主，無毒、價格低廉的外加碳源成為熱點。比如說有人采用稻殼、玉米芯和陳米作為外加碳源，研究不同天然有機碳源對生物脫氮的影響。也有采用玉米芯固體碳源生物反應器，研究SND工藝處理低碳氮比污水的脫氮效果。如果能減少氮的價態轉換過程，就可以從理論上減少碳源的消耗，從而降低有機物的浪費。
水方式復雜
為了提高生物脫氮效率，大多數污水處理廠采用分段進水和周期性改變進水的方法。一方面改良分段進水擁有充分利用碳源、脫氮效率高、運行管理方便等優點；另一方面也存在分段進水工藝操作復雜，運行調控困難的不足。此外該工藝需要多個反應器串聯運行，占地面積大，運行成本也相應增加。