隨著我國社會經濟的發(fā)展，人口的增加以及企業(yè)規(guī)模的增大，污水排水量日益增多，因此開發(fā)針對污水高效處理的技術和藥劑是非常必要的。采用以活性污泥法為基礎的生化除氮工藝是目前國內乃至世界污水處理廠的主流技術，其原理是利用污水中反硝化細菌在缺氧條件下還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮(n2)或一氧化二氮(n2o)的方法去除總氮。大部分反硝化細菌是異養(yǎng)菌，在反硝化過程中需要碳源作為細胞生命活動所需的能量，進行無氧呼吸，從而去除污水中的總氮。

國內污水廠進水cod值、bod值普遍偏低，反硝化過程中常需要添加碳源，外加碳源是c/n較低(cod/總氮)的污水生化處理中必不可少的過程，碳源含量會制約著異養(yǎng)反硝化去除總氮的效率和作用。

污水處理廠常用的外加碳源有甲醇、乙酸鈉和葡萄糖等。甲醇由于其分子小易被微生物代謝，反硝化速率高是非常理想的碳源，但是因其高毒性、易燃易爆、運輸安全及成本等問題限制了其廣泛應用。醋酸鈉作為碳源，反硝化速率較快，目前市場使用最為廣泛，但成本高仍是其限制條件。葡萄糖作為碳源，反硝化速率相對乙酸鈉和甲醇較慢，但其cod有效值高，仍作為重要的碳源在普遍使用，其處理成本比乙酸鈉略低。

目前污水處理廠使用的碳源不僅僅存在投加量大、運行成本高的問題。由于反硝化菌群多樣性的特點，例如脫氮小球菌、反硝化假單胞菌等復合菌群條件，單一碳源環(huán)境下菌群多樣性被弱化，人為的弱化、馴化干擾菌群的生長與活動，脫氮過程并沒有充分發(fā)揮反硝化菌群的總氮去除效率。

反硝化菌作為微生物在污水處理廠除氮過程中起著決定性的作用，其生長、繁殖和各種生理代謝決定著反硝化脫氮的活性和效率。微生物的營養(yǎng)物質是滿足微生物的生長、繁殖和完成各種生理代謝動所必須的要素，微生物所需營養(yǎng)物質可分為六大類，即水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子和能源。大部分反硝化菌屬于異氧菌，除了碳源外不需要其他能源；同時污水中含有一定的磷、鈉、鈣等無機鹽，微生物需求的其他微量元素含量較少，且極少含有或沒有微生物益生因子。