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复合碳源在污水处理中的作用体现在促进微生物的生长和繁殖复合碳源是微生物生长繁殖所需的营养物质，可以提供微生物所需的碳元素，促进微生物的生长和繁殖。在传统的污水处理工艺中，通常采用生物反应器。在污水中加入复合碳源后，微生物会进行生物反应，利用有机物质进行吸收和生长，从而降解掉有害物质。在生物反应器中，复合碳源加入可以提高微生物的活性和生长速度，加速有害物质的去除速度。加速有害物质的降解和去除污水中含有大量的有机物质，包括脂肪、当地蛋白质、碳水化合物、同城有机酸等，这些有机物质长期积累会造成严重的污染问题。将复合碳源加入污水中可以促进微生物生长，使微生物更容易降解这些物质，从而去除有害物质。另外，复合碳源中含有化学氧化物，这些氧化物可以与有机物质反应生成二氧化碳和水，从而达到降解去除污染物的目的。
复合碳源选择的重要性，反硝化作用是生物脱氮过程中的关键环节，它依赖异养型微生物将硝酸盐(NO??)或亚硝酸盐(NO??)还原为氮气。在这一过程中，碳源的充足供应对于提高反硝化效率至关重要。缺乏足够的碳源会导致脱氮效率下降，进而影响整体污水处理效果。促进微生物生长和繁殖选择合适的碳源可以促进微生物的生长和繁殖，从而提高污水处理系统的生物处理效能。例如，新型复合碳源由于其高生物利用率和对微生物有利的特性，能够显著提高反硝化脱氮异养菌群的繁殖速度，进而污水总氮的去除效果。调节碳氮比，合理的碳氮比（C/N）对于城镇污水处理系统中的硝化和脱氮过程具有重要影响。通过调节碳源投加量，可以优化碳氮比，从而提高硝化和脱氮效率，达到节能减排的目的。
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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。
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