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目前,城镇污水厂二级出水多为低C/N污水,限制了反硝化效率,其深度脱氮工艺需外加碳源。传统的有机碳源,如乙醇、葡萄糖、乙酸盐、甲醇等液体碳源往往出现投加过量或不足等问题,导致废水中DOC的增加或亚硝酸盐的积累。为了避免这些风险,固体有机碳源被认为是反硝化的更好替代选择。本研究为了提高传统淀粉/聚乙烯醇（PVA）固体碳源的反硝化性能和使用寿命,采用界面聚合法,在传统淀粉/PVA表层包裹上一层有机多孔薄膜作为安全防护层（PA层）的方法,制备了新型缓释碳源。考察了缓释碳源的最佳材料配比、碳源释放规律以及脱氮工艺的运行特性,并通过高通量测序技术分析了脱氮工艺系统中的微生物群落结构。具体的研究结果如下:制备的碳源的微观结构形貌用SEM表征、ATR-FTIR和XPS光谱分析。SEM观察表明:在SP碳源上发生界面聚合后,CSP碳源的表面表现出具有相对光滑表面的聚酰胺层的典型“峰谷”结构。在ATR-FTIR光谱分析中显示:聚酰胺在1609 cm-1和1498 cm-1处的特征峰,这可归因于芳族酰胺的N-H形变振动和酰胺II谱带（N–H在-CO-NH-组的平面弯曲和N-C拉伸振动）,表明成功地在SP碳源表面形成了PA层。通过XPS分析CSP碳源的特征峰,也表明成功地在碳源表面形成了PA层。对制备得到的缓释碳源材料进行纯水释碳性能测试分析,结果表明:随着SP碳源中淀粉含量的增加,出水中的DOC浓度也随之增加,对于CSP碳源,也观察到了类似的DOC浓度变化趋势。对制备得到的缓释碳源材料进行反硝化性能测试分析,结果表明:CSP1和CSP2的DOC浓度分别为30mg/L和40mg/L,低于SP碳源的一半,并且与静态释碳结果一致。CSP3碳源结构的完整性不如CSP1和CSP2,后者也相对容易被水解细菌水解。CSP2碳源动力学的研究表明:硝酸盐与时间之间存在高度线性相关,相关系数R2=0.97,表明反硝化过程是零级反应。在连续反硝化实验中,反应器对进水水量、水质的波动具有一定的适应能力,当HRT为4h温度为25℃,反应器Ⅱ的平均出水DOC为20 mg/L。此外,在整个连续实验中,两个反应器中均检测到氨氮,表明可能存在硝酸盐异化还原为铵盐的过程（DNRA）。新型缓释碳源滤料脱氮系统中主要微生物菌,在门水平上,SP2和CSP2碳源表面生物膜的微生物群落中Proteobacteria（变形菌门）和Bacteroidetes（拟杆菌门）是主要的门类,约占94%（反应器I）和93%（反应器II）。然后是Firmicutes（厚壁菌门）（反应器I,平均6.1%;反应器II,平均6.0%）。在属水平上,在两组样品中共检测出了221个属,总体而言,微生物群落与使用液态碳源的经典反硝化和其他类型的生物可降解聚合物（BDP）的反硝化系统有很大的差异。本研究在缓释碳源材料制备方法方面具有新颖性,制备出的新型缓释碳源具有良好的脱氮性能和合理的脱氮成本;同时从微生物层面解析了新型缓释碳源材料的脱氮性能实现的内在规律。研究结果对于提高城镇污水厂二级出水深度脱氮技术水平,具有一定的应用价值和指导意义。