對現有污水三段生物脫氮工藝的改進，尤其涉及能有效降低運行成本，并能有效除磷，滿足污水處理出水低氮、低磷要求的污水三段生物處理工藝。
三段式生物脫氮技術是一種高效的污水有機物降解脫氮工藝，它是由獨立的有機物氧化降解段，硝化段和反硝段依次組成。
此工藝特點是將有機物氧化降解、硝化及反硝化脫氮均分開獨立，并且每一部分都有自己的沉淀池和各自獨立的污泥回流系統(各段泥分開循環，例如含硝化菌群的活性污泥和含反硝化菌群的活性污泥擁有各自獨立的反應區)，構成三段式生物脫氮處理。
由于有機物氧化除碳、硝化和反硝化在各自反應區(器)內進行(分別去除)，有利于分別控制各自工藝在適宜條件下運行，因而具有較高的處理效率，此為三段生物處理高效的最大特點。但此工藝由于反硝化段設置在有機物氧化段和硝化段之后，主要靠內源呼吸碳源進行反硝化效率較低，通常需要外加碳源來保證高效穩定的反硝化反應，而不斷外加碳源導致運行費用相對較高;此外由于外加碳源，還可能造成處理出水COD超標。
其次，系統雖然具有很好的脫氮效果，但由于缺少厭氧釋磷工藝段，使得除磷效果很差，難以滿足現有污水處理同時低氮低磷標準要求。
再就是，各段反應區同沉淀池分建，導致占地面積大，土地利用率低，并且分池建設池壁總長度長，導致建設投資成本高。