Начиная с 1960–1970‑х гг., для очистки городских сточных вод в нашей стране начато проведение масштабного строительства городских очистных сооружений (станций аэрации). Изначально в качестве основного процесса реализовывалась технология аэробной биологической очистки в системе аэротенк-вторичный отстойник, позволяющая осуществлять эффективную очистку городских сточных вод от органических и взвешенных веществ. С начала 1990‑х годов на городских очистных сооружениях начато внедрение энергоэффективных биотехнологий нитриденитрификации (НД), дополнительно обеспечивающих глубокое удаление азота. Реализация технологии нитриденитрификации связана с созданием в части объема аэротенка аноксидных условий (зоны денитрификации). В зоне денитрификации окисление органических веществ осуществляется не растворенным кислородом (насыщение иловой смеси которым происходит в результате нагнетания воздуха через аэрационную систему), а химически связанным кислородом, входящим в состав нитратов, образующихся в процессе окисления аммонийного азота сточных вод. Поэтому переход на технологию нитриденитрификации, помимо снижения сброса азота нитратов и общего азота, позволил снизить потребное количество воздуха на аэрацию и, тем самым, повысить энергоэффективность работы очистных сооружений.
Следующим этапом технологического развития стало внедрение на городских очистных сооружениях биотехнологий глубокого удаления фосфора. Содержащийся в сточных водах растворенный фосфор может быть эффективно переведен в твердые частицы (рис. 1): либо в процессе биологической очистки по технологиям нитриденитрификации и биологической дефосфотации (НД и БДФ); либо в процессе химической очистки, когда образуются различные выпадающие в осадок соединения. Часто используемый при этом термин «химическое осаждение фосфора» не совсем верен, так как в реальности происходят несколько процессов: осаждение, адсорбция, коагуляция, флокуляция, диффузия. К основным недостаткам химического удаления фосфора следует отнести: