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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、南岳收集和驯化。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、南岳收集人口少，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、南岳附近反硝化的电子供体、南岳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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许多污水中的有机污染物成分复杂，部分有机物质难以被微生物直接利用。添加合适的碳源能够优化污水中有机物的组成结构，使得污水更易于被微生物进行生物降解，即提高污水的可生化性。可生化性提高后，细菌、南岳附近真菌等微生物更易将污水中的有机污染物代谢分解为无害或低害的物质，如简单的无机化合物和二氧化碳，从而降低污水中的化学需氧量（COD）、南岳生化需氧量（BOD）等污染指标，更好地达到污水排放的标准要求。?在生物除磷工艺中，碳源也至关重要。在厌氧和好氧交替的环境下，聚磷菌在厌氧阶段释磷时需要利用碳源合成细胞内的储能物质；在好氧阶段，聚磷菌又利用储存的能量超量摄取磷。如果碳源不足，聚磷菌无法正常进行这样的代谢过程，会导致除磷效果大打折扣。而适当地添加碳源能够保障聚磷菌的正常代谢，从而增强生物除磷的效果。
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