生物脫氮需要完成硝化和反硝化兩個過程。廢水中的氨氮首先必須被硝化或轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，然后在反硝化過程中，硝酸鹽將被作為細(xì)胞呼吸過程中氧化簡單碳化合物的供氧體被還原成氮氣。因此，以去除硝酸鹽為目標(biāo)的反硝化過程必須要有易生物降解的碳源存在。其來源包括進(jìn)水中溶解性BOD、內(nèi)源反硝化過程中細(xì)胞的腐爛物和各類上清液回流等。當(dāng)進(jìn)水溶解性有機物不足而脫氮要求很高時，則需要通過補充化學(xué)物質(zhì)以提供反硝化過程所需要的碳源。

反硝化所用的人工碳源有甲醇、乙醇、變性乙醇、醋酸及醋酸鈉等純化學(xué)藥劑，或者是工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢糖、糖蜜和廢醋酸溶液等。

對于常規(guī)的生物脫氮工藝，應(yīng)直接投加在缺氧段，并通過缺氧段內(nèi)的攪拌器與進(jìn)水及混合液充分混合，需防止水流劇烈紊流導(dǎo)致從液相中揮發(fā)至空氣，也應(yīng)防止因多余的氧氣存在造成部分碳源被細(xì)菌好氧呼吸消耗。如果污水廠采用四階段或五階段活性污泥工藝，在后續(xù)的缺氧段(第二缺氧段)投加碳源可以獲得比內(nèi)源呼吸更高的反硝化速率，能進(jìn)一步去除硝酸鹽;對于三級反硝化系統(tǒng)，如反硝化濾池、反硝化好氧生物濾池等，則補充碳源對于系統(tǒng)的運行非常重要。因為反硝化過程在主體曝氣工藝的下游，進(jìn)水中的所有溶解性BOD都已經(jīng)被去除，所以碳源通常投加于反硝化進(jìn)水中。