在污水处理方面的作用调节污水碳氮比（C/N）促进脱氮反应：在生化法脱氮工艺中，污水中的C/N比对于总氮去除效率影响很大。当C/N比不合适（通常是C/N过小，即碳源不足）时，添加碳源能重新将C/N调整到合适范围，对于提高生化处理系统中反硝化菌的活性、进而污水的脱氮效率至关重要。因为反硝化菌需要以碳源作为底物来进行反硝化作用，将硝酸盐氮还原为氮气逸出水体从而去除总氮。不同的碳源对反硝化效率影响也有所不同，如甲醇作为外碳源用于污水处理时，当甲醇充足时，反硝化速率较快；乙酸钠由于是小分子有机酸盐，反硝化菌易于利用，在合适的碳氮比（比如碳氮比4.6时）下能达到稳定的脱氮效果；生物质碳源因为主要组分易于被微生物利用，也有助于污水的脱氮过程。提高污泥活性、同城处理效果：碳源可以维持和提高污泥活性，进而整个污水处理系统对污水中各类污染物的去除效果。例如在活性污泥法处理污水过程中，污泥中含有大量的微生物，这些微生物需要碳源来生长和繁殖，如果污水中的碳源不足，污泥中的微生物活性降低，分解污染物的能力相应下降，而补充合适的碳源能够恢复甚至提高污泥对污染物的去除能力，使污水的处理更加，像是在去除污水中的有机物、磷元素等方面都会有正向影响。

提高废水处理效率；合适的碳源投加能够提高污水中有机物的去除速率，从而降低处理所需的时间和成本。在生物处理工艺中，如果碳源不足，微生物代谢缓慢，那么污水中有机物的分解速度就会受到影响。以一个大型城市污水处理厂为例，如果进水的碳源含量较低，在不额外添加碳源的情况下，原本可能需要较长的水力停留时间才能将污水中的生化需氧量（BOD）降低到排放标准以下。而通过投加碳源，氨氮（NH? - N）等污染物的去除速度也会加快。比如在生物脱氮过程中，合适的碳源可以让反硝化细菌更好地进行反硝化反应，将硝酸盐等含氮污染物转化为氮气，使得污水中的氮含量更快地降低到排放要求范围内。同时，在生物除磷过程中，合适的碳源供应也有助于聚磷菌更好地吸收磷元素，提高磷的去除率。