生物倍增工艺以其特殊的设备使处理氨氮较传统的工艺有较多不同。简单的隔板和生物倍增快速澄清器把活性污泥池分成进行不同曝气的间格。在停留时间内，在空气提升器协助下，池内物质不停在整个处理池中多次循环。这使得一次循环过程中的各种浓度之间几乎没有出现多大差别，为微生物的新陈代谢提供了最合适的条件，从而使流出水的浓度达到理想程度。这种工艺设计不落俗套，而且为所有参与其事的细菌提供了最合适的条件。在曝气区，生物倍增曝气器覆盖整个处理池范围。

与几乎所有其它曝气工艺相比，这种情况使氧气利用率增加一倍。在此区域内，水中溶解氧浓度小于0.3 mg/L，在脱氮创造了良好的氧环境条件，即能满足硝化的需氧量，又有反硝化进行条件，不会造成硝酸盐和亚硝酸的积累，同时反硝化消耗了部分碳源，去除了水中的BOD，从而更大幅度地节省了鼓风机的能量。

在生物倍增脱氮和生物倍增脱磷工艺中，碳组分的氧化部分以脱氮或以释磷方式在自由悬浮的活性污泥中发生，并在较小程度上使用分子氧进行这种氧化工作。而且所有的活性污泥将多次流过生物除磷工段，确保为富集的生物除磷细菌提供最合适的条件。与其它工艺相比，这种工艺节省了大量化学需氧量或生化需氧量。就化学需氧量而言，这种节省对含有相对较多氨氮或磷的废水十分重要。除此以外，这种工艺确保即使在摄氏10 度以下的水温中也能发生较为完整的生物反应。