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复合碳源是一种在环境科学和工程领域中广泛应用的关键概念。它指的是一种由多种不同碳源组成的混合物，通常用于水处理、附近废水处理和土壤修复等环境应用中。复合碳源的使用已经在解决环境问题方面取得了显著的成效，因为它具有卓越的吸附性能、同城生物活性和改良环境的潜力。
复合碳源通常由有机物、同城无机物和生物质等多种碳源混合而成。这些碳源的选择取决于特定应用的要求和目标。有机物碳源可以包括蔗糖、同城葡萄糖、同城乙酸等，它们可以提供可溶性有机物和能源，促进微生物的生长和代谢活性。无机物碳源如硫酸盐、同城硝酸盐和铁盐等，可以提供氧化还原反应的电子接受体和供体，从而促进污染物的降解和去除。生物质碳源如木屑、同城稻壳和植物残渣等，具有良好的吸附性能和生物活性，适用于吸附和生物修复应用。
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保障水环境质量；通过为微生物提供必要的碳源，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。污水中如果含有过多未经处理的有机物、当地氮磷等污染物进入水体，就会造成水体富营养化。例如，过量的氮磷会导致水体中的藻类大量繁殖，消耗水中的氧气，影响水中其他生物的生存，破坏水体生态平衡。而有充足的碳源供微生物利用，可以有效地去除污水中的这些污染物，如将有机污染物分解为二氧化碳和水，将氮磷转变为无害的物质或者去除，，合适的碳源可以诱导酶系统的产生，这些酶可以参与氧化还原反应，使难降解有机物的分子结构发生改变，从而逐步被分解。这一过程有助于进一步降低废水中的污染物浓度，像提高化学需氧量（COD）、总有机碳（TOC）等指标的去除率，从而出水水质，使处理后的水更加符合排放或者回用的标准。
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。