大多数污水处理厂普遍存在低碳、相对高氮磷的水质特征，传统的脱氮工艺由于有机物含量较低，不能满足缺氧、反硝化阶段对碳源的需求，因此，在大多数污水处理厂中，低碳、相对高氮磷的处理工艺，由于有机物含量较低，不能满足缺氧、反硝化阶段对碳源的需求，从而抑制厌氧好氧菌的增殖，使氨氮(NH3—N)DE的同化作用降低，大大影响了污水处理厂的脱氮效果，特别是低温季节处理效果更差。
为解决这一问题，一方面可通过增加反消化缺氧区的容积，延长反消化时间来提高脱氮效果，但这种方法需要扩建污水处理厂，建设成本高，可操作性不强；另一方面，可通过向缺氧区投入外碳源以补充碳源的方式来提高反消化速度，实践证明，外碳源是污水处理厂解决此类问题的重要途径。
碳的来源类型
市场上常见的碳源有：甲醇、醋酸、醋酸钠、面粉、葡萄糖、生物质碳源、污泥水解上清液、啤酒废水和垃圾渗滤液等。应用过程中，需根据工程实际，选择合适的碳源。
一、甲醇。
一般认为甲醇作为外碳源具有运行成本低、污泥产率低的优点，甲醇作为碳源虽然在C/N〉5时效果较好，但存在三个缺点：
1.作为化学药品，费用相对较高；
2.反应时间过长，甲醇不能被所有微生物利用，投加甲醇后，需要一定的适应期，直到甲醇充分富集，发挥全部效果，当用于污水处理厂紧急投加碳源时，效果不佳；
3.甲醇有一定的毒害作用，甲醇作为碳源的使用时间长，对尾水排放也会产生一定的影响。
二、醋酸钠。
醋酸钠的优点是对脱氮过程的即时反应能力，适用于水厂处理。
乙醇脱氮速率一般被认为不如甲醇快，但由于其无毒，污泥产率与甲醇相差不大，可作为甲醇的替代碳源。用乙醇作碳源、硝酸盐作电子受体时，C/N=5最好，缺碳源时可引起亚硝酸盐的积累。
用醋酸钠要考虑以下三个因素：
1.醋酸钠多为20%、25%、30%液体，由于当量COD较低，运输费用较高，无法进行长距离运输。
2.泥沙大量产生，污泥处置费用增加；
3.价格较高，污水处理厂难以大规模投加醋酸钠。
三、醋酸
醋酸钠的优点是对脱氮过程的即时反应，可以作为水厂运行中的紧急情况处理。醋酸钠是小分子有机酸，易被反硝化细菌利用，脱氮效果最好，但由于价格昂贵，污泥产率较高，而目前污水厂污泥处置问题也是一个大公关难题，因此在污水处理厂大规模投加醋酸钠几乎不可能。
四、糖
糖类物质以葡萄糖为代表，作为外碳源处理效果很好，但作为多分子化合物，易造成细菌大量繁殖，造成污泥膨胀，增加出水中COD值，影响出水水质，同时，糖类物质较醇类碳源更易产生亚硝态氮积累现象，因此，不提倡大量使用葡萄糖作为外碳源。
缺陷：
1.需现场配置成溶液，劳动强度大，投加精度差，大型污水处理厂不能使用。
2.工业用葡萄糖含有大量杂质，而食品葡萄糖价格昂贵。
五、生物量碳源
由于污水脱氮要求的提高，新出现了一批专门生产碳源的企业，他们利用生物工程原理，利用糖类、农业废弃物等进行发酵，生产无毒无害的生物制品，主要成分为小分子有机酸、醇类、糖类。它比单种化学品更易为微生物所利用，它的使用成本比单种化学品低，具有极高的性价比。
各种碳源都可以保证废水中的总氮符合排放标准，但需碳源投入成本投入成本是碳源等效COD价格+投入成本的综合算法，需要理论计算和实际运行投入成本相结合；投加碳源是为了脱氮，因此在选择碳源时，应考虑到污水处理厂的稳定性，如尽量避免污泥膨胀、出水COD升高、亚硝基氮积累等。