大多數污水處理廠普遍存在低碳、相對高氮磷的水質特征，傳統的脫氮工藝由于有機物含量較低，不能滿足缺氧、反硝化階段對碳源的需求，因此，在大多數污水處理廠中，低碳、相對高氮磷的處理工藝，由于有機物含量較低，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的容積，延長反消化時間來提高脫氮效果，但這種方法需要擴建污水處理廠，建設成本高，可操作性不強；另一方面，可通過向缺氧區投入外碳源以補充碳源的方式來提高反消化速度，實踐證明，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、生物質碳源、污泥水解上清液、啤酒廢水和垃圾滲濾液等。應用過程中，需根據工程實際，選擇合適的碳源。
一、甲醇。
一般認為甲醇作為外碳源具有運行成本低、污泥產率低的優點，甲醇作為碳源雖然在C/N〉5時效果較好，但存在三個缺點：
1.作為化學藥品，費用相對較高；
2.反應時間過長，甲醇不能被所有微生物利用，投加甲醇后，需要一定的適應期，直到甲醇充分富集，發揮全部效果，當用于污水處理廠緊急投加碳源時，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間長，對尾水排放也會產生一定的影響。
二、醋酸鈉。
醋酸鈉的優點是對脫氮過程的即時反應能力，適用于水廠處理。
乙醇脫氮速率一般被認為不如甲醇快，但由于其無毒，污泥產率與甲醇相差不大，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，C/N=5最好，缺碳源時可引起亞硝酸鹽的積累。
用醋酸鈉要考慮以下三個因素：
1.醋酸鈉多為20%、25%、30%液體，由于當量COD較低，運輸費用較高，無法進行長距離運輸。
2.泥沙大量產生，污泥處置費用增加；
3.價格較高，污水處理廠難以大規模投加醋酸鈉。
三、醋酸
醋酸鈉的優點是對脫氮過程的即時反應，可以作為水廠運行中的緊急情況處理。醋酸鈉是小分子有機酸，易被反硝化細菌利用，脫氮效果最好，但由于價格昂貴，污泥產率較高，而目前污水廠污泥處置問題也是一個大公關難題，因此在污水處理廠大規模投加醋酸鈉幾乎不可能。
四、糖
糖類物質以葡萄糖為代表，作為外碳源處理效果很好，但作為多分子化合物，易造成細菌大量繁殖，造成污泥膨脹，增加出水中COD值，影響出水水質，同時，糖類物質較醇類碳源更易產生亞硝態氮積累現象，因此，不提倡大量使用葡萄糖作為外碳源。
缺陷：
1.需現場配置成溶液，勞動強度大，投加精度差，大型污水處理廠不能使用。
2.工業用葡萄糖含有大量雜質，而食品葡萄糖價格昂貴。
五、生物量碳源
由于污水脫氮要求的提高，新出現了一批專門生產碳源的企業，他們利用生物工程原理，利用糖類、農業廢棄物等進行發酵，生產無毒無害的生物制品，主要成分為小分子有機酸、醇類、糖類。它比單種化學品更易為微生物所利用，它的使用成本比單種化學品低，具有極高的性價比。
各種碳源都可以保證廢水中的總氮符合排放標準，但需碳源投入成本投入成本是碳源等效COD價格+投入成本的綜合算法，需要理論計算和實際運行投入成本相結合；投加碳源是為了脫氮，因此在選擇碳源時，應考慮到污水處理廠的穩定性，如盡量避免污泥膨脹、出水COD升高、亞硝基氮積累等。