反硝化所用的人工碳源有甲醇、乙醇、变性乙醇、醋酸及醋酸钠等纯化学药剂， 或者是工业生产过程中的废糖、糖蜜和废醋酸溶液等。
对于常规的生物脱氮工艺， 碳源应直接投加在缺氧段， 并通过缺氧段内的搅拌器与进水及混合液充分混合， 需防止水流剧烈紊流导致碳源从液相中挥发至空气， 也应防止因多余的氧气存在造成部分碳源被细菌好氧呼吸消耗。
如果污水厂采用四阶段或五阶段活性污泥工艺， 在后续的缺氧段（第二缺氧段） 投加碳源可以获得比内源呼吸更高的反硝化速率， 能进一步去除硝酸盐； 对于三级反硝化系统， 如反硝化滤池、反硝化好氧生物滤池等， 则补充碳源对于系统的运行非常重要。
因为反硝化过程在主体曝气工艺的下游，进水中的所有溶解性BOD都已经被去除，所以碳源通常投加于反硝化进水中。