因城市化进程不断加快，生活污水排放量和富营养化物质增多，导致湖泊、水库富营养化日益严重。目前相关部门已要求污水处理厂首先利用生物脱氮除磷，然后才能将污水排入受纳水体，以防污染环境。硝化反硝化脱氮是高效的生物脱氮技术，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。我国现行污水处理厂，特别在我国南方地区的污水处理厂普遍存在脱氮碳源不足而引起的反硝化效率降低的问题。为了解决这一问题，一方面可以增加反硝化缺氧区的面积，延长反硝化时间来增加脱氮效果，但这种方法需要扩建污水处理厂，基建费用高，可操作性不强;另一方面，可以通过向缺氧区投加外碳源，以补充碳源的方式提高反硝化速率，但是如果外投碳源过量或选择碳源不当，不但增加了系统运行费用，还使污水处理厂COD有超标风险。
复合碳源药剂在应用时主要用于城市污水、工业废水的处理。在废水处理时根据药剂性质和水体污染程度将原液稀释到相应浓度后投加，对于污染严重的废水可选择原药直接投加的方式。
复合碳源药剂是一种、高效、快速、低耗、无毒的小分子碳源补充剂，兼具几种外加碳源药剂的优点，化学性质稳定，反硝化速率快，污泥产量低，污泥菌种适应快，脱氮效果好，处理成本低于其他几种常规碳源药剂，适用于污水厂的应急投加处理，满足水质排放要求的同时达到最大经济效果，是一种稳定的低成本碳源补充剂。
生物脱氮需要完成硝化和反硝化两个过程。废水中的氨氮首先必须被硝化或转化成亚硝酸盐和硝酸盐，然后在反硝化过程中，硝酸盐被作为细胞呼吸过程中氧化简单碳化合物的供养体被还原成氮气。因此，以去除硝酸盐为目标的反硝化过程必须要有易生物降解的碳源存在。其来源包括进水中溶解性BOD、内源反硝化过程中细胞的糜烂物和各类上清液回流等。当进水溶解性有机物不足而脱氮要求很高时，则需要通过补充化学物质以提供反硝化过程所需要的碳源。
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。