在需要脱氮的污水中，往往是复合碳源不足导致反硝化的去除率低，导致出水TN超标，所以外加碳源成为了目前适用于实践的手段，目前碳源一般有乙酸钠、面粉、葡萄糖等。
乙酸钠的优点在于它能立即响应反硝化过程，能用作水厂运行时的应急处理。
乙酸钠由于是小分子有机酸的原因，反硝化菌易于利用，脱氮效果是比较好的。但是，由于价格较为昂贵，污泥产率高，且目前污水厂的污泥处置问题也是一个较大的攻关难题，所以，将乙酸钠应用于污水处理厂的大规模投加几乎不可能。
糖类物质中，以面粉、蔗糖、葡萄糖为主，由于葡萄糖是比较简单的糖，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CH₃OH/CH₄O为碳源时高得多，为 6∶1～7∶1。碳源类型对硝氮的比还原速率几乎没有影响，对亚硝氮的比积累速率影响较大，只有葡萄糖在该研究中没发现积累现象。 以葡萄糖为代表的糖类物质作为外加碳源处理效果不错，可是，它作为一种多分子化合物，容易引起细菌的大量繁殖，导致污泥膨胀，增加出水中COD的值，影响出水水质，同时，与醇类碳源相比，糖类物质更容易产生亚硝态氮积累的现象。
生物转化 VFA 来源于污泥水解的上清液，由于水解所产生的 VFA 拥有很高的反硝化速率，碳源可以直接由污水厂内部提供，在污泥减容的同时还减少了碳源运输方面的问题，所以它是目前比较有优势的碳源。
对于污泥水解利用做外碳源的研究，目前不同的结论有很多，但总体认为它作为反硝化脱氮系统的碳源是一种很有价值的方法。可是，对于不同的污泥，不同的水解条件，所产生的污泥中VFA 的成分有较大的差别，而由于成分不同，又能引起反硝化速率的不同（这也是为何很多研究不一致的原因），所以，如何将污泥水解的产物VFA统一化研究应用，还是一个比较大的难题。
复合碳源药剂是一种、快速、低耗、无毒的小分子碳源补充剂，兼具几种外加碳源药剂的优点，化学性质稳定，反硝化速率快，污泥产量低，污泥菌适应快，脱氮效果好，处理成本低于其他几种常规碳源药剂，适用于污水厂的应急投加处理，满足水质排放要求的同时达到较大经济效果，是一种稳定的低成本碳源补充剂。
生物脱氮需要完成硝化和反硝化两个过程。废水中的氨氮首先必须被硝化或转化成NANO2。和xiao酸盐，然后在反硝化过程中，xiao酸盐被作为细胞呼吸过程中氧化简单碳化合物的供养体被还原成氮气。因此，以去除xiao酸盐为目标的反硝化过程必须要有易生物降解的碳源存在。其来源包括进水中溶解性BOD、内源反硝化过程中细胞的烂物和各类上清液回流等。当进水溶解性有机物不足而脱氮要求很高时，则需要通过补充化学物质以提供反硝化过程所需要的碳源。
复合碳源药剂可以替代传统外加碳源药剂，避免了传统碳源药剂的高成本、高风险问题，大大提升了脱氮效率，降低了处理成本和污泥产量。
复合碳源是针对反硝化细菌配套开发的，除含有挥发性脂肪酸，生物素外，还含有微生物生长因子和群体感应信号分子，反硝化细菌专一利用，脱氮效果高且稳定。在废水处理中群体感应信号分子能够调控细菌的多种生理生化功能(如脱氮基因表达、群游现象和生物膜的形成等),从而提高废水处理效率。该碳源基本适用于市场现有的反硝化脱氮异养菌株。同时其它非功能性微生物利用效果差，避免了碳源投加量大，污泥膨胀的风险。鉴于碳源是为了补充生物的营养，提高生物的活性，从而达到去除总氮的目的。