污水處理廠反硝化反應(yīng)是將硝化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成N2的過程。反硝化細(xì)菌包括假單胞菌屬，反硝化桿菌屬，螺旋菌數(shù)和無色桿菌屬等，是一類化能異氧兼性微生物。在有分子態(tài)氧存在時(shí)，它們以有機(jī)物為底物對(duì)其進(jìn)行氧化分解，并以氧作為最終電子受體，而在缺氧條件下，則利用廢水中各種有機(jī)基質(zhì)作為碳源和電子供體，以NO2--N和NO3--N作為電子受體而進(jìn)行缺氧呼吸，通過異化和同化作用完成反硝化脫氮過程。同化反硝化最終形成有機(jī)氮化合物，成為菌體的組成部分，異化反硝化最終產(chǎn)物是氣態(tài)氮。
反硝化過程中，約96%的NO3--N經(jīng)異化過程還原，約4%經(jīng)同化過程合成微生物。影響反硝化生物處理的環(huán)境因素有碳源、pH、溶解氧和溫度；控制因素有水力攪拌強(qiáng)度、硝化液回流比、污泥濃度、泥齡等。
碳源是有機(jī)物，有機(jī)物作為電子供體，其本身的分子結(jié)構(gòu)和所含化學(xué)鍵能的高低以及該有機(jī)物是否易于生物降解、對(duì)微生物有沒有毒害影響是判斷碳源種類的重要依據(jù)。
目前反硝化補(bǔ)充碳源主要使用的有機(jī)物質(zhì)有：甲醇、乙醇、葡萄糖、淀粉、乙酸鈉、糞便、有機(jī)廢水等。其中成本、安全和適用性成為選擇哪一種碳源的依據(jù)。
乙酸鈉作為強(qiáng)堿弱酸鹽和有機(jī)物，微生物可快速降解，價(jià)格稍高。但其作為碳源同時(shí)還可以作為pH緩沖劑，均有良好的效果。并且在市政污水處理廠使用乙酸鈉作為碳源，由于其投加量的限制，并不會(huì)產(chǎn)生鹽分對(duì)微生物的影響，可以放心使用。同理甲酸和乙酸等簡(jiǎn)單的有機(jī)酸均可以作為碳源，只要控制好反硝化系統(tǒng)中的pH即可。
反硝化碳源的投加量應(yīng)通過物料衡算進(jìn)行，理論計(jì)算可知，每轉(zhuǎn)化1克NO3--N或NO2--N約需要2.6克的BODu。根據(jù)原水中NH3-N含量（包括有機(jī)氮氨化后的NH3-N量）計(jì)算出理論上NH3-N全部硝化成為NO3--N或NO2--N的含量，再加上原水中原有的NO3--N或NO2--N的含量，計(jì)算出反硝化所需的BODu總量。
碳源投加控制：
市政污水處理廠進(jìn)水管網(wǎng)中TN的含量相對(duì)穩(wěn)定，但如果接納工業(yè)廢水，由于缺乏調(diào)節(jié)池的環(huán)節(jié)，可能會(huì)出現(xiàn)進(jìn)水TN的指標(biāo)波動(dòng)，在系統(tǒng)進(jìn)水流量不變的情況下，需要及時(shí)控制碳源投加量的大小。
由于化驗(yàn)室TN檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，無法滿足及時(shí)調(diào)整的要求，可以采用在線監(jiān)測(cè)的手段，將TN、COD、NH3-N等數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)經(jīng)過計(jì)算自動(dòng)調(diào)整碳源加藥泵的流量或調(diào)節(jié)閥開度，實(shí)現(xiàn)碳源自動(dòng)投加控制。
碳源投加點(diǎn)應(yīng)在反硝化池前端進(jìn)行，必須實(shí)現(xiàn)投藥與進(jìn)水及回流液充分混合。混合后在階段曝氣和潛水?dāng)嚢铏C(jī)的作用下，與反硝化污泥繼續(xù)充分混合。只有碳源、污水和污泥充分混合的情況下，才能保證反硝化細(xì)菌與污染物質(zhì)充分接觸并進(jìn)行足夠時(shí)間的反硝化作用，達(dá)到最佳的處理效果。
投加點(diǎn)可以設(shè)置在進(jìn)水管道上，也可以設(shè)置在反硝化池進(jìn)水端口，需要注意的是盡量避免短流，并保證反硝化池的充分?jǐn)嚢?。攪拌不?yīng)過度，過大的水力攪拌強(qiáng)度會(huì)造成水力切削和污泥過度碰撞，造成污泥絮體的物理性解體，并且造成碳源難以吸附在污泥表面上，影響反硝化效率。
碳源投加屬于反硝化處理的關(guān)鍵因素之一，其控制直接影響了TN出水是否能達(dá)標(biāo)。不同的碳源物質(zhì)種類，不同的投加量、投加濃度和投加方式均會(huì)影響反硝化系統(tǒng)處理的效率和最終出水TN指標(biāo)的高低。
在市政污水處理廠的技術(shù)管理中，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行場(chǎng)所的實(shí)際情況，選擇合理的碳源種類、投加量、投加方式等因素，并應(yīng)結(jié)合其他工藝環(huán)節(jié)的實(shí)際情況綜合考慮。