隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(duì)污水高效處理的技術(shù)和藥劑是非常必要的。采用以活性污泥法為基礎(chǔ)的生化除氮工藝是目前國(guó)內(nèi)乃至世界污水處理廠的主流技術(shù)，其原理是利用污水中反硝化細(xì)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(xì)菌是異養(yǎng)菌，在反硝化過程中需要碳源作為細(xì)胞生命活動(dòng)所需的能量，進(jìn)行無氧呼吸，從而去除污水中的總氮。
國(guó)內(nèi)污水廠進(jìn)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(huì)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(yùn)輸安全及成本等問題限制了其廣泛應(yīng)用。醋酸鈉作為碳源，反硝化速率較快，目前市場(chǎng)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(duì)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(yùn)行成本高的問題。由于反硝化菌群多樣性的特點(diǎn)，例如脫氮小球菌、反硝化假單胞菌等復(fù)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(zhǎng)與活動(dòng)，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(zhǎng)、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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是滿足微生物的生長(zhǎng)、繁殖和完成各種生理代謝動(dòng)所必須的要素，微生物所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可分為六大類，即水、碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長(zhǎng)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(shí)污水中含有一定的磷、鈉、鈣等無機(jī)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。