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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。
当污水中投加了新的碳源时，微生物为了有效分解利用这些碳源，会逐渐诱导产生新的酶系。例如，当向污水中加入一种复杂的碳源化合物，微生物可能产生特定的水解酶来分解该复杂物质。这种诱导产生新酶系的能力有助于微生物适应新的污水环境和污染物类型，随着时间的推移，微生物群落会朝着更有利于分解特定污水污染物的方向进化。如果污水中碳源长期匮乏或者种类单一，会导致微生物生长过程中竞争过度，一些处在竞争劣势的微生物逐渐消失， 微生物群落变得单一。单一的微生物群落容易走向退化，它们的污染物处理能力也相对较弱，而且会加大对环境变化的敏感性。多样化的碳源输入则可以避免这种情况的发生，维持微生物群落丰富的多样性，提高整个污水处理体系的稳定性和抗冲击能力。随着社会发展和工业布局调整，污水中的污染物质类型和含量可能发生变化。持续的碳源供应和多样的碳源成分可以使微生物群落能够更加灵活地应对这些变化。微生物通过调节自身代谢途径和酶系统，可以较快地调整适应新的污染物环境，保持污水处理的有效性。
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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。
