随着工农业生产的发展，废水排放量及类型越来越多，水体污染越来越严重，特别是总氮废水中的氮元素引起的富营养化和水华现象愈加明显。因此，各国对废水特别是其含氮物质均作出了严格的排放标准。
总氮的定义是水中各种形态无机和有机氮的总量。包括N03-、N02-和NH4+等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮毫克数计算。常被用来表示总氮废水水体受营养物质污染的程度。
水中的总氮含量是衡量水质的重要指标之一。其测定有助于评价水体被污染和自净状况。地表水中氮、磷物质超标时，微生物大量繁殖，浮游生物生长旺盛，出现富营养化状态。
       总氮为硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮与有机氮的总称，是反映水体富营养化的主要指标。据了解，我国焦化行业执行的《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012，其限定主要污染物排放限值为CODcr:80mg/L、氨氮:10mg/L、总氮:20mg/L;煤制气与煤制油行业至今还没有明确的排放标准，其中对环保要求较严格的企业主要执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一级A标，其中主要污染物排放限值为 CODcr:50mg/L、氨氮:5mg/L、总氮:15mg/L。
       按处理方式和污染物的形态的变化，总氮废水处理的方法可分为物理法、化学法和生化法，工业上普遍采用以生化处理为核心的组合工艺方法。生化处理方法一般采用缺氧-好氧处理工艺，但常规的缺氧-好氧处理工艺中总氮(包括氨氮和有机氮)的降解能力有限，出水难以达标排放。
       例如：煤化工废水的生化处理方法，包括预处理、厌氧处理、一级好氧处理、缺氧处理、二级好氧处理、混凝沉淀和砂滤。这种方法虽然在一定程度上可以处理废水，但其处理效果不甚理想，其出水中氨氮和总氮浓度均无法达到排放标准。
       因此，要想总氮废水处理达标排放，主要是把握好生化脱氮法两个关键反应阶段：
       1. 总氮废水处理-生化脱氮的硝化反应阶段，在有氧条件下，氨氮被硝化细菌氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，在这过程中大部分有机物及氨氮降解，废水中较难分解的氨氮等降解效果明显。同时，该过程中产生的末端硝化液中含有大量的硝酸盐和亚硝酸盐，将末端硝化液回流至兼氧处理中，可通过兼氧处理将硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气，还能避免硝化反应中的NO2的积累对硝化反应的抑制，加快硝化反应的速度，最终提高总氮降解的能力。
       2. 总氮废水处理-生化脱氮的反硝化反应的阶段，在缺氧条件下，利用反硝化菌利用待处理废水中的有机碳源和外加的碳源物质作为电子供体，将已在一级预混处理中混合的待处理总氮废水及回流硝化液中的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气；同时将废水中难降解大分子有机物进行水解，提高废水可生化性。
因此，生化脱氮法的关键点是脱氮处理利用其反硝化反应，将残留的硝酸盐和亚硝酸盐脱去，即可高效处理废水中总氮。