随着我国社会经济的发展，人口的增加以及企业规模的增大，污水排水量日益增多，因此开发针对污水高效处理的技术和药剂是非常必要的。采用以活性污泥法为基础的生化除氮工艺是目前国内乃至世界污水处理厂的主流技术，其原理是利用污水中反硝化细菌在缺氧条件下还原硝酸盐，释放出分子态氮(n2)或一氧化二氮(n2o)的方法去除总氮。大部分反硝化细菌是异养菌，在反硝化过程中需要碳源作为细胞生命活动所需的能量，进行无氧呼吸，从而去除污水中的总氮。
国内污水厂进水cod值、bod值普遍偏低，反硝化过程中常需要添加碳源，外加碳源是c/n较低(cod/总氮)的污水生化处理中必不可少的过程，碳源含量会制约着异养反硝化去除总氮的效率和作用。
污水处理厂常用的外加碳源有甲醇、乙酸钠和葡萄糖等。甲醇由于其分子小易被微生物代谢，反硝化速率高是非常理想的碳源，但是因其高毒性、易燃易爆、运输安全及成本等问题限制了其广泛应用。醋酸钠作为碳源，反硝化速率较快，目前市场使用最为广泛，但成本高仍是其限制条件。葡萄糖作为碳源，反硝化速率相对乙酸钠和甲醇较慢，但其cod有效值高，仍作为重要的碳源在普遍使用，其处理成本比乙酸钠略低。
目前污水处理厂使用的碳源不仅仅存在投加量大、运行成本高的问题。由于反硝化菌群多样性的特点，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等复合菌群条件，单一碳源环境下菌群多样性被弱化，人为的弱化、驯化干扰菌群的生长与活动，脱氮过程并没有充分发挥反硝化菌群的总氮去除效率。
反硝化菌作为微生物在污水处理厂除氮过程中起着决定性的作用，其生长、繁殖和各种生理代谢决定着反硝化脱氮的活性和效率。微生物的营养物质是满足微生物的生长、繁殖和完成各种生理代谢动所必须的要素，微生物所需营养物质可分为六大类，即水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源。大部分反硝化菌属于异氧菌，除了碳源外不需要其他能源；同时污水中含有一定的磷、钠、钙等无机盐，微生物需求的其他微量元素含量较少，且极少含有或没有微生物益生因子。