大多數(shù)污水處理廠普遍存在低碳、相對高氮磷的水質(zhì)特征，傳統(tǒng)的脫氮工藝由于有機(jī)物含量較低，不能滿足缺氧、反硝化階段對碳源的需求，因此，在大多數(shù)污水處理廠中，低碳、相對高氮磷的處理工藝，由于有機(jī)物含量較低，不能滿足缺氧、反硝化階段對碳源的需求，從而抑制厭氧好氧菌的增殖，使氨氮(NH3—N)DE的同化作用降低，大大影響了污水處理廠的脫氮效果，特別是低溫季節(jié)處理效果更差。
為解決這一問題，一方面可通過增加反消化缺氧區(qū)的容積，延長反消化時(shí)間來提高脫氮效果，但這種方法需要擴(kuò)建污水處理廠，建設(shè)成本高，可操作性不強(qiáng)；另一方面，可通過向缺氧區(qū)投入外碳源以補(bǔ)充碳源的方式來提高反消化速度，實(shí)踐證明，外碳源是污水處理廠解決此類問題的重要途徑。
碳的來源類型
市場上常見的碳源有：甲醇、醋酸、醋酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質(zhì)碳源、污泥水解上清液、啤酒廢水和垃圾滲濾液等。應(yīng)用過程中，需根據(jù)工程實(shí)際，選擇合適的碳源。
一、甲醇。
一般認(rèn)為甲醇作為外碳源具有運(yùn)行成本低、污泥產(chǎn)率低的優(yōu)點(diǎn)，甲醇作為碳源雖然在C/N〉5時(shí)效果較好，但存在三個(gè)缺點(diǎn)：
1.作為化學(xué)藥品，費(fèi)用相對較高；
2.反應(yīng)時(shí)間過長，甲醇不能被所有微生物利用，投加甲醇后，需要一定的適應(yīng)期，直到甲醇充分富集，發(fā)揮全部效果，當(dāng)用于污水處理廠緊急投加碳源時(shí)，效果不佳；
3.甲醇有一定的毒害作用，甲醇作為碳源的使用時(shí)間長，對尾水排放也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。
二、醋酸鈉。
醋酸鈉的優(yōu)點(diǎn)是對脫氮過程的即時(shí)反應(yīng)能力，適用于水廠處理。
乙醇脫氮速率一般被認(rèn)為不如甲醇快，但由于其無毒，污泥產(chǎn)率與甲醇相差不大，可作為甲醇的替代碳源。用乙醇作碳源、硝酸鹽作電子受體時(shí)，C/N=5最好，缺碳源時(shí)可引起亞硝酸鹽的積累。
用醋酸鈉要考慮以下三個(gè)因素：
1.醋酸鈉多為20%、25%、30%液體，由于當(dāng)量COD較低，運(yùn)輸費(fèi)用較高，無法進(jìn)行長距離運(yùn)輸。
2.泥沙大量產(chǎn)生，污泥處置費(fèi)用增加；
3.價(jià)格較高，污水處理廠難以大規(guī)模投加醋酸鈉。
三、醋酸
醋酸鈉的優(yōu)點(diǎn)是對脫氮過程的即時(shí)反應(yīng)，可以作為水廠運(yùn)行中的緊急情況處理。醋酸鈉是小分子有機(jī)酸，易被反硝化細(xì)菌利用，脫氮效果最好，但由于價(jià)格昂貴，污泥產(chǎn)率較高，而目前污水廠污泥處置問題也是一個(gè)大公關(guān)難題，因此在污水處理廠大規(guī)模投加醋酸鈉幾乎不可能。
四、糖
糖類物質(zhì)以葡萄糖為代表，作為外碳源處理效果很好，但作為多分子化合物，易造成細(xì)菌大量繁殖，造成污泥膨脹，增加出水中COD值，影響出水水質(zhì)，同時(shí)，糖類物質(zhì)較醇類碳源更易產(chǎn)生亞硝態(tài)氮積累現(xiàn)象，因此，不提倡大量使用葡萄糖作為外碳源。
缺陷：
1.需現(xiàn)場配置成溶液，勞動(dòng)強(qiáng)度大，投加精度差，大型污水處理廠不能使用。
2.工業(yè)用葡萄糖含有大量雜質(zhì)，而食品葡萄糖價(jià)格昂貴。
五、生物量碳源
由于污水脫氮要求的提高，新出現(xiàn)了一批專門生產(chǎn)碳源的企業(yè)，他們利用生物工程原理，利用糖類、農(nóng)業(yè)廢棄物等進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)無毒無害的生物制品，主要成分為小分子有機(jī)酸、醇類、糖類。它比單種化學(xué)品更易為微生物所利用，它的使用成本比單種化學(xué)品低，具有極高的性價(jià)比。
各種碳源都可以保證廢水中的總氮符合排放標(biāo)準(zhǔn)，但需碳源投入成本投入成本是碳源等效COD價(jià)格+投入成本的綜合算法，需要理論計(jì)算和實(shí)際運(yùn)行投入成本相結(jié)合；投加碳源是為了脫氮，因此在選擇碳源時(shí)，應(yīng)考慮到污水處理廠的穩(wěn)定性，如盡量避免污泥膨脹、出水COD升高、亞硝基氮積累等。