La mayoría de los hogares y empresas envían sus aguas residuales a una planta de tratamiento donde se eliminan muchos contaminantes del agua. Las instalaciones de tratamiento de aguas residuales en los Estados Unidos procesan aproximadamente 34 mil millones de galones de aguas residuales todos los días. Las aguas residuales contienen nitrógeno y fósforo provenientes de desechos humanos, alimentos y ciertos jabones y detergentes. Una vez que el agua se limpia según los estándares establecidos y controlados por funcionarios estatales y federales, generalmente se vierte en un cuerpo de agua local, donde puede convertirse en una fuente de contaminación por nitrógeno y fósforo.
Algunas plantas de tratamiento de aguas residuales pueden eliminar más nitrógeno y fósforo de sus descargas que otras, dependiendo de su equipo y de cómo traten las aguas residuales. Los sistemas de tratamiento mejorados permiten que algunas plantas de tratamiento de aguas residuales produzcan descargas que contienen menos nitrógeno que las plantas que utilizan métodos de tratamiento convencionales. La modernización de los sistemas de tratamiento de aguas residuales suele ser costosa para los municipios y los contribuyentes, pero las mejoras pueden amortizarse o acabar ahorrando dinero a la planta. Otras plantas de tratamiento pueden ajustar las operaciones y reutilizar el equipo existente para eliminar nutrientes adicionales. Este enfoque, a menudo denominado optimización, suele ser mucho menos costoso que las mejoras y, en muchas plantas, puede suponer un ahorro de costes al reducir la demanda de energía y los productos químicos de tratamiento. En algunos casos, puede ser necesaria la optimización junto con otras mejoras tecnológicas para alcanzar los objetivos de reducción de nutrientes de la planta. En todo el país se están aplicando diversas estrategias para reducir las cargas de nitrógeno y fósforo de las plantas de tratamiento de aguas residuales.