La plupart des foyers et des entreprises envoient leurs eaux usées vers une station d’épuration où de nombreux polluants sont éliminés de l’eau. Les installations de traitement des eaux usées aux États-Unis traitent environ 34 milliards de gallons d’eaux usées chaque jour. Les eaux usées contiennent de l’azote et du phosphore provenant des déchets humains, de la nourriture et de certains savons et détergents. Une fois l’eau nettoyée conformément aux normes établies et contrôlées par les autorités fédérales et étatiques, elle est généralement rejetée dans un plan d’eau local, où elle peut devenir une source de pollution par l’azote et le phosphore.
Certaines stations d’épuration des eaux usées sont capables d’éliminer plus d’azote et de phosphore de leurs rejets que d’autres, en fonction de leur équipement et de la façon dont elles traitent les eaux usées. Des systèmes de traitement améliorés permettent à certaines stations d’épuration de produire des rejets contenant moins d’azote que les stations utilisant des méthodes de traitement conventionnelles. La modernisation des systèmes de traitement des eaux usées est souvent coûteuse pour les municipalités et les contribuables, mais les mises à niveau peuvent s’autofinancer ou faire économiser de l’argent à une station. D’autres stations d’épuration sont en mesure d’ajuster leurs opérations et de réutiliser l’équipement existant pour éliminer des nutriments supplémentaires. Cette approche, souvent appelée optimisation, est généralement beaucoup moins coûteuse que les mises à niveau et, pour de nombreuses stations, peut entraîner des économies de coûts en réduisant la demande énergétique et les produits chimiques de traitement. Dans certains cas, l’optimisation ainsi que d’autres mises à niveau technologiques peuvent être nécessaires pour atteindre les objectifs de réduction des nutriments de la station. Diverses stratégies visant à réduire les charges d’azote et de phosphore des stations d’épuration des eaux usées sont mises en œuvre dans tout le pays.