生物脫氮工藝是通過硝化作用和反硝化作用兩個過程實現的。硝化作用是有亞硝化細菌和硝化細菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，再經反硝化細菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽轉化氮氣。常見的廢水處理生物脫氮工藝有：A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝工藝、IDN-BMP工藝等。
1. A/O工藝
該工藝是將缺氧和好氧反應器完全分離，沉淀池污泥回流到缺氧反應器，同時在好氧和缺氧反應器間增加混合液回流系統。
2. A2/O工藝
即厭氧/缺氧/好氧工藝，是廢水生物脫氮除磷工藝。
3. IDN-BMP工藝
即在生物反硝化階段增加富增集成裝備系統，主要是功能復原和效率倍增的作用，通過強化池體內部的流態傳質，調理菌落環境條件，引入優勢脫氮菌群的方式迅速啟動/恢復原有系統的脫氮功能。
4. 氧化溝工藝
氧化溝為一種封閉的溝渠型結構，污水和活性污泥的混合液在其中不斷地循環流動，形成好氧區和缺氧區，從而使氧化溝具有生物脫氮的處理功能。