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在污水处理系统中，微生物所需的有机物称为碳源。在活性污泥培养驯化阶段，由于构建的生物池中没有微生物，因此需要对微生物进行培养、收集和驯化。这一阶段微生物需要大量的碳源保持快速增长。现阶段，普通城市生活污水中的有机污染物作为碳源还不能满足微生物的生长需求。同时，由于生活污水中的碳源是一种复杂的有机物，往往不能被初生长的微生物吸收利用。因此，在这个阶段，补充碳源是很有必要的。在一些情况下，污水的碳氮比失衡，特别是在收集面积小、收集人口少，或在工业废水厂，污水的碳氮比失衡。因此，在这样的进水环境之中，需要为微生物补充碳源，以维持微生物的高活性。碳源在污水处理厂的使用主要分为提供微生物合成菌体繁殖的主要营养、附近反硝化的电子供体、生物除磷协助聚磷菌释放。也可以说碳源就是污水厂维持微生物生长较主要的原料之一。
按照能否被微生物快速利用分类快速碳源：来的快，去的也快的碳源，能较快被微生物利用，如葡萄糖、当地红糖、同城蜂蜜等。微生物能迅速吸收这些物质，进行细胞代谢和生长繁殖活动。缓释碳源或长效碳源：作用缓慢但持续时间较长的碳源。像淀粉、附近谷物粉、当地小米粉等大分子有机物属于此类。由于一些微生物不能直接利用大分子物质，需要先把它们分解成小分子才能被其他微生物利用，这个分解过程消耗能量，所以其作用发挥相对缓慢.（三）按照生产方式分类发酵碳源：通过发酵的方式获得的碳源。例如利用生物工程原理，对糖类、当地农产品废料等发酵生产出的生物质碳源。普通碳源（或传统碳源）：包括化学合成碳源、本地提取碳源和纯化碳源，如一些化工合成的小分子有机酸、醇类或者直接从自然资源中提取和纯化得到的单一有效成分的碳源等。
参与氧化还原反应在整个污水处理系统中，碳源可以作为电子供体参与氧化还原反应，这个过程可以有效地加速有机物的分解和转化。污水中的许多有机污染物需要在氧化还原反应的作用下逐步被分解为无害成分。碳源作为电子供体参与反应过程时，能够帮助打断有机物的化学键，促使有机物逐步转化为更易被微生物分解或者直接就是无害的物质。例如，在一些难降解有机物的处理过程中，合适的碳源可以诱导酶系统的产生，这些酶可以参与氧化还原反应，使难降解有机物的分子结构发生改变，从而逐步被分解。这一过程有助于进一步降低废水中的污染物浓度，像提高化学需氧量（COD）、当地总有机碳（TOC）等指标的去除率，从而出水水质，使处理后的水更加符合排放或者回用的标准。
