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许多污水中的有机污染物成分复杂，部分有机物质难以被微生物直接利用。添加合适的碳源能够优化污水中有机物的组成结构，使得污水更易于被微生物进行生物降解，即提高污水的可生化性。可生化性提高后，细菌、附近真菌等微生物更易将污水中的有机污染物代谢分解为无害或低害的物质，如简单的无机化合物和二氧化碳，从而降低污水中的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）等污染指标，更好地达到污水排放的标准要求。?在生物除磷工艺中，碳源也至关重要。在厌氧和好氧交替的环境下，聚磷菌在厌氧阶段释磷时需要利用碳源合成细胞内的储能物质；在好氧阶段，聚磷菌又利用储存的能量超量摄取磷。如果碳源不足，聚磷菌无法正常进行这样的代谢过程，会导致除磷效果大打折扣。而适当地添加碳源能够保障聚磷菌的正常代谢，从而增强生物除磷的效果。
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。
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降低污水处理成本；从整体污水处理过程来看，合理使用碳源可以从多方面降低成本。可以确保微生物有效地降解污水中的污染物，防止污染物未经处理就排放到水体环境中。如果污水处理厂能够精准地控制碳源的投加量和类型，就可以优化微生物的生长和代谢过程，提高处理效率，减少处理设施的运行时间和能源消耗。例如，通过选择合适的碳源，可以减少曝气过程中的能量消耗，因为在微生物代谢活性高的情况下，较少的曝气时间就可以保证氧气供应满足微生物分解有机物的需求。另外，合适的碳源可以减少污泥产生量，因为污泥处理也是污水处理成本的一个重要组成部分。如采用一些小分子的碳源，可能会导致产生的污泥量相对较少，这样在污泥的处理、同城运输和处置方面的费用都会相应降低，从而在整体上降低污水处理厂的运营成本。
