En las pasadas décadas, la eliminación de nitrógeno y fósforo (nutrientes) de aguas residuales urbanas se ha llevado a cabo en todo el mundo empleando fundamentalmente diferentes configuraciones de reactores con el proceso de fangos activos, tales como, A2O, UCT, etc. Desde el año 2000 se han introducido, en plantas nuevas y existentes, tres tecnologías innovadoras que palian las limitaciones del proceso de fangos activos ya que operan con altas concentraciones de biomasa y apenas presentan bulking filamentoso. Una tecnología es el biorreactor de membrana en la que se aplican configuraciones similares al proceso de fangos activos, pero el decantador secundario se reemplaza por un tanque de membranas. Las otras dos tecnologías están basadas en procesos biopelícula: una es el biofiltro granular sumergido en el que un lecho fijo de pequeños soportes granulares de 3–8 mm produce los fenómenos de biodegradación y filtración, no requiriéndose así un decantador secundario. La segunda es el proceso hibrido IFAS en el que un soporte plástico móvil promueve la nitrificación en biopelícula, mientras que la desnitrificación y eliminación de fósforo ocurre en la biomasa en suspensión. Para cumplir las crecientes exigencias de nitrógeno efluente, actualmente se propone la eliminación de nitrógeno en el agua de retorno a cabecera de planta desde la línea de fangos, que presenta altas concentraciones en nitrógeno. Las tecnologías más innovadoras están basadas en las reacciones de nitritación parcial y anammox, empleando biomasa en suspensión, en biopelicula y en gránulos. Con un horizonte de aplicación en el medio plazo, se están desarrollando tecnologías emergentes como los procesos granulares, diferentes combinaciones biopelicula-membrana y recuperación de nutrientes en un contexto de la EDAR como fuente de recursos.