El nitrógeno que está presente en las aguas residuales normalmente en forma reducida influye en los cauces de varias formas. Como nitrógeno amoniacal causa un consumo de oxígeno en las aguas, ya que da lugar procesos biológicos de oxidación a nitritos o nitratos. Tanto el nitrito como el amoniaco son tóxicos, por lo que su presencia en el agua puede producir la muerte de los peces. Para evitar ambos efectos se impone una transformación de ambos tipos de nitrógeno en las plantas (nitrificación).

El nitrógeno, junto con el fósforo, es un factor de eutrofización. Para evitar las consecuencias de la eutrofización hace falta una eliminación de nitrógeno. Esto se consigue con una desnitrificación biológica después de una nitrificación completa.

El fósforo es un nutriente que produce la eutrofización especialmente en aguas estancadas o que circulan a baja velocidad. En la mayor parte de los casos es el factor limitante del crecimiento de algas. Además de por precipitación química, el fósforo puede eliminarse por almacenamiento incrementado en la biomasa. Este sistema biológico ahorra gasto en precipitantes, evita el incremento de la salinidad en los cauces y reduce la producción de fangos y su contenido en metales.