因城市化進程不斷加快，生活污水排放量和富營養(yǎng)化物質(zhì)增多，導(dǎo)致湖泊、水庫富營養(yǎng)化日益嚴重。目前相關(guān)部門已要求污水 處理廠首先利用生物脫氮除磷，然后才能將污水排入受納水體，以防污染環(huán)境。
硝化反硝化脫氮是高效的生物脫氮技術(shù)，目前在污水處理領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在微生物脫氮方面，進行反硝化作用時，異養(yǎng)反硝化菌需消耗做為碳源并提供能量的外加有機物。
我國現(xiàn)行污水處理廠，特別在我國南方地區(qū)的污水處理廠普遍存在脫氮碳源不足而引起的反硝化效率降低的問題。為了解決這一問題，一方面可以增加反硝化缺氧區(qū)的面積，延長反硝化時間來增加脫氮效果，但這種方法需要擴建污水處理廠，基建費用高，可操作性不強;另一方面，可以通過向缺氧區(qū)投加外碳源，以補充碳源的方式提高反硝化速率，但是如果外投碳源過量或選擇碳源不當(dāng)，不但增加了系統(tǒng)運行費用，還使污水處理廠COD有超標(biāo)風(fēng)險。
目前，國內(nèi)外對外碳源的投加種類和投加量進行了一系列的研究，發(fā)現(xiàn)不同外碳源對系統(tǒng)的反硝化過程影響不同，即使外碳源投加量相同，處理效果也不同。常用的外加碳源主要包括：甲醇、乙醇、葡萄糖、乙酸鈉等。
甲醇作為碳源時，成本相對較高，響應(yīng)時間慢，具有一定毒害作用，當(dāng)用于污水廠應(yīng)急投加時效果不佳;而乙醇的反硝化速率不及甲醇和乙酸鈉;葡萄糖作為外加碳源處理效果不錯，可是，他作為一種多分子化合物，容易引起細菌的大量繁殖，導(dǎo)致污泥膨脹，增加出水COD，影響出水水質(zhì)，同時與醇類碳源相比，葡萄糖更容易產(chǎn)生亞硝態(tài)氮積累的現(xiàn)象，所以，并不提倡大量使用葡萄糖作為外投碳源;
乙酸鈉的優(yōu)點在于能立即響應(yīng)反硝化過程，能用于水廠運行時的應(yīng)急處理，由于是小分子有機酸的原因，反硝化菌易于利用，脫氮效果是最好的，污泥產(chǎn)率高。
復(fù)合碳源藥劑是一種、高效、快速、低耗、無毒的小分子碳源補充劑，碳源補充劑的主要作用是去除總氮，兼具幾種外加碳源藥劑的優(yōu)點，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，反硝化速率快，污泥產(chǎn)量低，污泥菌種適應(yīng)快，脫氮效果好，處理成本低于其他幾種常規(guī)碳源藥劑，適用于污水廠的應(yīng)急投加處理，滿足水質(zhì)排放要求的同時達到最大經(jīng)濟效果，是一種穩(wěn)定的低成本碳源補充劑。
生物脫氮需要完成硝化和反硝化兩個過程。廢水中的氨氮首先必須被硝化或轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，然后在反硝化過程中，硝酸鹽被作為細胞呼吸過程中氧化簡單碳化合物的供養(yǎng)體被還原成氮氣。因此，以去除硝酸鹽為目標(biāo)的反硝化過程必須要有易生物降解的碳源存在。其來源包括進水中溶解性BOD、內(nèi)源反硝化過程中細胞的糜爛物和各類上清液回流等。當(dāng)進水溶解性有機物不足而脫氮要求很高時，則需要通過補充化學(xué)物質(zhì)以提供反硝化過程所需要的碳源。