现代的生产和生活中大量含氮、磷肥料的生产和使用，食品加工、畜产品加工等造成的工业废水和大量城市生活废水，特别是含磷洗涤剂产生的污水未经处理即行排放，使海水、湖水中富含氮、磷等植物营养物质，称为水体富营养化。在富营养化水体中，由于有了充足的养料保证，藻类等浮游植物一有适宜条件即疯狂繁殖。此时鱼类等生物的消费能力赶不上藻类的繁殖速度，水中藻类越长越多，藻类生物集中在水层表面，光合作用释放出的o2溶解在海水表层，表层海水形成饱和溶液，从而阻止了大气中的o2溶入深层海水。与此同时大量死亡的海藻在分解时却要消耗水中的溶氧，这样水中的溶氧就会急剧减少（甚至可降至零）导致水中的鱼类等动物大量窒息死亡。某些藻类甚至还会释放出一些有毒物质使鱼类中毒死亡。此外由于死亡藻类分解时会放出ch4、h2s等气体，使海水变得腥臭难闻。这种情况如果是在海洋中，赤潮就发生了；如果是发生在淡水中，又叫“水华”。这种现象叫做水体的富营养化。

水体富营养化是世界性问题，大量的研究已经证明，污水中的氮和磷是导致受纳水体富营养化的主要原因之一。常规的污水处理技术主要去除有机物和悬浮固体，对氮和磷的去处效率较低。许多发达国家对排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水处理厂达到除氮除磷的要求。污水脱氮除磷的技术可分为物理法、化学法和生物法。相对而言，生物脱氮除磷技术投资少、运行操作简单、无二次污染而被广泛应用。