多核復合型碳源富含不同微生物菌群代謝所需多種碳源，避免單一碳源環境下弱化菌群多樣化;同時富含多種微量元素、有機酸、天然生物激素等微生物益生因子，在補充碳源的同時提高了生化系統微生物活性，強化菌群多樣性，為反硝化提供更加高效碳源。

污水廠進水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，碳源含量會制約著異養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、運輸安全及成本等問題限制了其廣泛應用。醋酸鈉作為碳源，反硝化速率較快，目前市場使用最為廣泛，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、運行成本高的問題。由于反硝化菌群多樣性的特點，例如脫氮小球菌、反硝化假單胞菌等復合菌群條件，單一碳源環境下菌群多樣性被弱化，人為的弱化、馴化干擾菌群的生長與活動，脫氮過程并沒有充分發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、繁殖和各種生理代謝決定著反硝化脫氮的活性和效率。微生物的營養物質是滿足微生物的生長、繁殖和完成各種生理代謝動所必須的要素，微生物所需營養物質可分為六大類，即水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子和能源。大部分反硝化菌屬于異氧菌，除了碳源外不需要其他能源;同時污水中含有一定的磷、鈉、鈣等無機鹽，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。