①生物脱氮：包括氨化、硝化和反硝化作用，即有机氮通过氨化作用转变为氨氮；氨氮通过好氧硝化作用转变成硝态氮（NO2-、NO3-）；硝态氮通过厌氧反硝化作用转化为氮气。氮气从水中逸出，达到脱氮目的。
②生物除磷：在控制厌氧－好氧交替运行条件下，利用某些微生物（“聚磷菌”）积累磷比常规活性污泥高3-7倍、通过排除富含磷的剩余污泥除磷。
控制厌氧－好氧交替运行的原因：厌氧释磷：在厌氧条件下，聚磷菌将有机态磷转化为无机态磷加以释放，并摄取废水中的有机物合成PHB颗粒。在好氧条件下，聚磷菌分解积累的PHB，释放能量；摄取磷酸盐合成ATP，大部分用于吸收无机磷酸盐合成多聚磷酸盐（异染粒）。