城市污水处理厂提标改造的核心是生物高效脱氮除磷,而碳源是关键因素;充分利用碳源,既能提高脱氮除磷效率,又可节省投资。要提升污水处理工艺脱氮除磷效率的潜力,就有必要对城市污水的水质特征,特别是其中的碳源构成进行可靠的检测分析。文章分析了广州市2012—2016年18个季度的水质监测数据,并依据活性污泥数学模型ASM2D,采用膜过滤、曲线分析、差量计算等方法,获得了作为碳源的有机污染物COD的构成比例。结果表明,由于中心城区的功能趋同,广州市城市污水水质亦趋同,COD和BOD5没有显著性差异,进水COD质量浓度约为200 mg?L^-1左右,BOD5约为90 mg?L^-1,可生化性稳定为0.47。在碳源构成中,溶解性COD稳定,均值为48.55 mg?L^-1,其中可发酵的易生物降解有机物（SF）、发酵产物（SA）和惰性溶解性有机物（SI）分别为23.43、15.62和9.50 mg?L^-1;颗粒性COD波动大,其中慢速可生物降解有机物（XS）占总COD的43.76%,根据可利用碳源计算的碳氮比和碳磷比分别达到5.57和61.19,相比传统水质指标提高20%以上,具有较大的生物高效脱氮除磷潜力,慢速可生物降解有机物是实现这一潜力的关键。研究结果可为广州市城市污水厂设计、改造、运营提供依据;结合计算机模拟技术,采用多点进水和多种回流,有助于充分利用碳源,提升活性污泥工艺的脱氮除磷效率。