对于常规的生物脱氮工艺，复合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CH₃OH/CH₄O挥发至空气，也应防止因多余的氧气存在造成部分复合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；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，所以复合碳源通常投加于反硝化进水中。
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。
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