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微生物在利用不同的复合碳源时，会表现出不同的代谢特点。例如，对于碳水化合物，微生物通常会通过糖酸循环代谢产生能量。而对于蛋白质和脂肪，微生物会利用蛋白酶和脂肪酶来分解，并通过氨基酸途径和β-氧化途径产生能量，微生物对碳源的利用是一个高度调控的过程。微生物会根据环境条件和碳源的特性，选择适合自身生存和繁殖的利用策略。例如，一些微生物可以通过利用多种碳源形成互补性，提高能量利用效率。此外，微生物还可以通过合成和分解复合物的方式，将碳源固定在细胞外或细胞内，以便更好地利用。综上所述，微生物利用碳源的代谢途径是复杂且多样的，涉及多种代谢途径和调控机制。这些途径不仅支持微生物的基本生命活动，还决定了它们在生态系统中的角色和功能。
随着生活污水和富营养化物质的排放量不断增加，导致湖泊和水库的富营养化日益严重。环境污染问题日益突出，其中污水排放是制约经济发展和人类环境的重大问题。复合碳源主要用于污水处理。目前，有关部门已经要求污水处理厂采用生物脱氮除磷，然后将污水排入接收水体，以防止环境污染。新型复合碳源由多种有机氨基酸组成，用量少，能起到快速细菌培养的作用，使用后水质相对稳定。复合碳源是一种新型复合营养素，用于促进反硝化异养细菌的快速繁殖，提高微生物的净化能力、本地生化系统的处理能力和抗冲击能力。该产品具有快速、当地低耗、同城、同城环保的特点。复合碳源是一种快速、本地低耗、当地的小分子碳源补充剂。与其他常规碳源相比，它具有多种外源碳源药剂、附近化学性质稳定、当地反硝化速率快、当地污泥产量低、同城污泥菌种适应快、本地反硝化效果好、处理成本低等优点。
目前市面上常用的复合碳源：甲醇作为外碳源具有运行费用低和污泥产量小的优势，在甲醇碳源不足时，存在亚硝酸盐积累的现象。以甲醇为碳源时的反硝化速率比以葡萄糖为碳源时快3倍，其 碳氮比（COD：氨氮）为 2.8～3.2 。乙酸钠，乙酸钠的优点在于它能立即响应反硝化过程，可作为水厂应急处置时使用。乙酸钠由于是小分子有机酸盐的原因，反硝化菌易于利用，脱氮效果是 的。通过实验发现，碳氮比在4.6时，可以达到稳定的脱氮效果，而且它的水解物为小分子有机物，能容易被微生物降解，反硝化响应时间快，而且，能作为应急碳源。糖类糖类外加碳源中，以面粉、蔗糖、当地葡萄糖为主，由于葡萄糖是简单的糖，所以目前研究比较多。当碳源充足时，以葡萄糖为碳源的 碳氮比较甲醇为碳源时高得多，为 6∶1～7∶1。碳源对硝氮的比还原速率几乎没有影响，但是对亚硝氮的比积累速率影响较大，在研究中发现只有葡萄糖作为外加碳源时对亚硝氮的比累积速率没有影响。
