反硝化所用的人工碳源有甲醇、乙醇、變性乙醇、醋酸及醋酸鈉等純化學藥劑，或者是工業生產過程中的廢糖、糖蜜和廢醋酸溶液等。其中甲醇的使用普遍，且被證明是合適的碳源。對于常規的生物脫氮工藝，甲醇應直接投加在缺氧段，并通過缺氧段內的攪拌器與進水及混合液充分混合，需防止水流劇烈紊流導致甲醇從液相中揮發至空氣，也應防止因多余的氧氣存在造成部分甲醇被細菌好氧呼吸消耗。如果污水廠采用四階段或五階段活性污泥工藝，在后續的缺氧段(第二缺氧段)投加碳源可以獲得比內源呼吸更高的反硝化速率，能進一步去除硝酸鹽；對于三級反硝化系統，如反硝化濾池、反硝化好氧生物濾池等，則補充碳源對于系統的運行非常重要。