傳統(tǒng)的生物脫氮是由硝化和反硝化過程組成的，涉及亞硝化細(xì)菌，硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌三種微生物。短程硝化-反硝化（PND）的生物脫氮過程是氨氮被氧化為亞硝酸鹽氮，而亞硝酸鹽氮直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻６坛滔趸聪趸姆磻?yīng)式及原理圖如下所示：
短程硝化反硝化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于控制系統(tǒng)中NO-2-N的積累，當(dāng)系統(tǒng)中NO-2-N積累率較高時(shí)，反硝化細(xì)菌將主要利用NO-2-N進(jìn)行反硝化而不是NO-3-N。與全程硝化反硝化工藝相比，短程硝化反硝化工藝節(jié)約了30~40%的反應(yīng)器容積，減少了約 25%的曝氣量，反硝化所需碳源減少了約40%，在硝化過程中可減少產(chǎn)泥24~33%，在反硝化過程中可減少產(chǎn)泥50%，節(jié)省了污 水處理中的污泥處理費(fèi)用。由于該工藝對(duì)碳源的需求較低，因此特別適合處理低C/N的城鎮(zhèn)生活污水。
針對(duì)短程硝化反硝化技術(shù)研究與應(yīng)用中，關(guān)鍵在于需要抑制亞硝化細(xì)菌（NOB） 并富集氨氧化細(xì)菌 （AOB），這一控制過程難度大，尤其是低濃度氨氮的城市生活污水。
