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在需要脱氮的污水中，往往是复合碳源不足导致反硝化的去除率低，导致出水TN超标，所以外加碳源成为了目前适用于实践的手段，目前碳源一般有乙酸钠、面粉、葡萄糖等。
乙酸钠的优点在于它能立即响应反硝化过程，能用作水厂运行时的应急处理。
乙酸钠由于是小分子有机酸的原因，反硝化菌易于利用，脱氮效果是比较好的。但是，由于价格较为昂贵，污泥产率高，且目前污水厂的污泥处置问题也是一个较大的攻关难题，所以，将乙酸钠应用于污水处理厂的大规模投加几乎不可能。
糖类物质中，以面粉、蔗糖、葡萄糖为主，由于葡萄糖是比较简单的糖，所以目前研究比较多。当碳源充足时，以葡萄糖为碳源的碳氮比较CH₃OH/CH₄O为碳源时高得多，为 6∶1～7∶1。碳源类型对硝氮的比还原速率几乎没有影响，对亚硝氮的比积累速率影响较大，只有葡萄糖在该研究中没发现积累现象。 以葡萄糖为代表的糖类物质作为外加碳源处理效果不错，可是，它作为一种多分子化合物，容易引起细菌的大量繁殖，导致污泥膨胀，增加出水中COD的值，影响出水水质，同时，与醇类碳源相比，糖类物质更容易产生亚硝态氮积累的现象。
生物转化 VFA 来源于污泥水解的上清液，由于水解所产生的 VFA 拥有很高的反硝化速率，碳源可以直接由污水厂内部提供，在污泥减容的同时还减少了碳源运输方面的问题，所以它是目前比较有优势的碳源。
对于污泥水解利用做外碳源的研究，目前不同的结论有很多，但总体认为它作为反硝化脱氮系统的碳源是一种很有价值的方法。可是，对于不同的污泥，不同的水解条件，所产生的污泥中VFA 的成分有较大的差别，而由于成分不同，又能引起反硝化速率的不同（这也是为何很多研究不一致的原因），所以，如何将污泥水解的产物VFA统一化研究应用，还是一个比较大的难题。
复合碳源药剂的制备方法包括以下步骤： 将甲酸溶液、C2H6O2和丙酸溶液依次投入反应釜中，分次缓慢加入NaOH溶液，其余加水，并开启搅拌，搅拌半小时后控制温度65-75℃，pH6.5-7.5，停止加入NaOH溶液，再缓慢加入糖类物质进行熟化，继续搅拌至COD至20-25万mg/L，过滤，得到复合碳源药剂。 上述甲酸溶液、C2H6O2、丙酸溶液的质量浓度均为15-25%，优选上述甲酸溶液、C2H6O2溶液、丙酸溶液的质量浓度均为20%，甲酸溶液、C2H6O2、丙酸溶液及糖类物质的用量重量比例为：1-3：18.5-22：15.5-19.5：40-50。所述的NaOH溶液的质量浓度为32%。过滤通过的孔径优选为200～800目。 采用甲酸溶液、C2H6O2、丙酸溶液三种酸进行酸碱中和反应生成甲酸钠、丙酸钠;酸碱中和过程中产生一定量的放热反应，放热产生的温度有利于复合反应的进行与混合充分均匀，而且还可以有效控制成本与质量。
反硝化反应为 6NO3-+ 5CH3OH → 3N2+ 5CO2 + 7H2O + 6OH- ，根据此反应去除1mg NO3-N 需要1.9mg CH3OH。以CH3-OH作为碳源比以葡萄糖作为碳源反硝化速率快很多。CH₃OH/CH₄O在保存和使用上都需要多注意，对人体有低毒，因为在人体新陈代谢中会氧化成比毒性更强。葡萄糖：若一葡萄糖作为碳源9C6H12O6)，C6H12O6：NO3 -N 大约为7左右，容易引起细菌的大量繁殖，导致污泥膨胀，增加出水中COD的值，影响出水水质。建议用葡萄糖，用葡萄糖效果还是不错的，面粉效果比葡萄糖差。
面粉：这里说的面粉为小麦精致面粉，成分上也是非常高的。当缺氧或者厌氧池子中的污泥浓度较低时，通过以小麦面粉补充碳源对活性污泥的形成是有着很大的帮助的。同时，面粉也较容易买到。如设备的容积比较小，可以考虑以面粉作为碳源。
乙酸钠：若以乙酸钠（CH3COONa)作为碳源，是小分子有机酸的原因， 反硝化菌易于利用，脱氮效果是较好的。一般冬天时投加碳源，都是建议可以选择乙酸钠作为碳源投加，易溶于水，易被微生物所利用，所产生的污泥量相比于其他碳源时略高，花费上也是高于以面粉，葡萄糖，CH₃OH/CH₄O作为碳源的。
复合碳源药剂可以替代传统外加碳源药剂，避免了传统碳源药剂的高成本、高风险问题，大大提升了脱氮效率，降低了处理成本和污泥产量。
硝化反硝化脱氮是生物脱氮技术，目前在污水处理领域有着广泛的应用。在微生物脱氮方面，进行反硝化作用时，异养反硝化菌需消耗做为碳源并提供能量的外加有机物（碳源）。 国内外对外碳源的投加种类和投加量进行了一系列的研究，发现不同外碳源对系统的反硝化过程影响不同，即使外碳源投加量相同，处理效果也不同。