反硝化细菌在污水处理中的应用主要是通过生物脱氮过程去除水体中的硝酸盐，这一过程对于减少水体富营养化、保护生态环境具有重要意义。具体来说，反硝化细菌在污水处理中的应用主要包括以下几个方面：
生物脱氮：这是反硝化细菌最主要的应用领域。在污水处理过程中，污水首先经过好氧处理，其中的氨氮被转化为硝酸盐（硝化过程）。随后，在缺氧条件下，反硝化细菌利用这些硝酸盐作为电子受体，并使用有机物作为碳源和能量来源，将硝酸盐还原为氮气（N2），释放到大气中，从而达到去除硝酸盐的目的。
改善水质：通过去除水体中的硝酸盐，可以有效降低水体的总氮含量，有助于防止藻类过度生长导致的水体富营养化问题，进而改善水质。
资源回收：在一些高级污水处理系统中，可以通过特定的条件控制促进反硝化细菌将硝酸盐转化为氮气的同时，还可以回收部分用于反硝化的有机物质或生产有价值的副产品，如甲烷等。
污泥减量：反硝化作用可以在一定程度上减少剩余污泥的产生量，因为反硝化细菌能够利用一部分原本会形成污泥的有机物作为能源进行代谢活动。
温室气体排放控制：尽管反硝化过程最终产物是氮气，但不完全的反硝化可能会导致一氧化二氮（N2O）的生成，这是一种强效的温室气体。因此，优化反硝化过程不仅有助于提高氮去除效率，还能减少温室气体的排放。
为了实现上述目标，污水处理厂通常会在工艺设计中包含专门的反硝化反应器或者池子，以提供适合反硝化细菌生长繁殖的环境，包括调节合适的C/N比（碳氮比）、维持一定的溶解氧浓度以及添加必要的微量元素等措施来增强反硝化效果。
此外，反硝化细菌通过改善污水处理系统中的有机物降解效率、促进内源呼吸以及与其他微生物协同作用等方式，在一定程度上降低了污泥的产生量。这对于降低污水处理成本、简化污泥处理流程具有重要意义。
污水总氮降解为什么要投加碳源