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为了地表水环境质量的持续转好,我国污染物排放总量控制不断加强,更加严格的城镇污水排放标准地方标准陆续出台,城镇污水处理厂排放标准提高已成为大趋势。受限于高效、低成本的反硝化脱氮技术还不够成熟,污水厂为降低TN出水浓度,势必要加大碳源投加量,往往花费巨大。为了获取成本更低的反硝化碳源,本研究在团队前期玉米芯固体碳源反硝化脱氮研究基础上,采用物理-化学、生物-化学等手段将玉米芯中碳源提取到液体中,获得碱浸泡液碳源（Alkali soaking solution,ASS）和发酵液碳源（Anaer.obic fermentation liquid,AFL）。其中ASS碳源呈碱性,需酸中和后方能作为碳源使用,故进一步探究了盐酸中和碳源（ASS-H）,硫酸中和碳源（ASS-S）和碳酸中和碳源（ASS-C）制备液体碳源的脱氮效果。在反硝化滤池模拟装置中,开展了玉米芯液体碳源与传统乙酸钠碳源在启动效率、脱氮效果、和脱氮微生物群落差异及反硝化过程等方面的对比分析,为污水处理厂所用常规碳源的经济环保替代产品提供了新的思路。主要研究内容及结论如下:（1）在物理-化学法提取玉米芯碳源研究中,探究了超声预处理（物理手段）、HCl、乙酸和Na OH溶液浸泡（化学手段）对玉米芯中天然纤维素碳源溶出影响,根据碳源溶出浓度选定最优处理方法。结果表明,超声处理提升溶出液SCOD浓度效果不明显,不宜作为玉米芯碳源提取方法;玉米芯化学处理药剂优选实验中,选定Na OH溶液为最优碳源提取药剂,单因素实验表明最佳Na OH溶液质量分数为3.0%。为进一步提升ASS碳源中SCOD和溶解性总糖溶出,在3%Na OH溶液下,采用响应面法探究出最佳条件为含固率11.1%、温度90.0℃、反应时间1天,检验表明模型满意度为0.956,经实验验证,实测值与预测值差异性不大。成分分析表明优化后碳源SCOD含量中有49.0%为溶解性糖类物质,21.2%为酚羟基类物质,有一定反硝化潜力。（2）探究了碱预处理对玉米芯厌氧发酵碳源溶出效果的影响,采用响应面法优化了厌氧发酵的反应条件。结果表明:玉米芯碱预处理可以大幅提升AFL碳源中SCOD含量,最高SCOD浓度比未经处理组提升59.5%。通过方差分析,认为响应面模型对碳源SCOD和挥发性脂肪酸（VFAs）具有显著适应性,有效性高。预测最佳发酵条件为含固率14.9%,温度36.7℃,初始p H 7.0,此条件下预测值SCOD为18198.5 mg/L,VFAs为3829.9 mg/L,模型满意度为1.000。实测值SCOD和总VFAs分别为18725.8 mg/L和3923.6 mg/L,与预测值差异不明显。成分分析表明优化后碳源SCOD中有20.9%溶解性糖类物质,20.4%总VFAs和13.3%酚羟基类物质,有一定反硝化潜力。（3）本研究以乙酸钠（SA）为对照碳源,在反硝化滤池装置中验证了ASSS、ASS-H、ASS-C和AFL碳源的强化脱氮效果。装置进水NO??-N浓度为15.0mg/L左右。首先以出水NO??-N浓度低于1.0 mg/L为目标,开展了不同实验组启动特性和不同碳源投加量下滤池目标达成可行性研究,对比分析了不同碳源的强化脱氮效果,同时优选了ASS碳源酸中和方式;另外,探究了各实验组污染物沿程变化情况和微生物群落结构情况,明晰了碳源强化脱氮过程;最终在达到出水NO??-N浓度低于1.0 mg/L目标条件下,计算碳源投加成本,判断碳源强化脱氮经济可行性。结果表明,AFL、SA和ASS-C碳源投加下滤池进水COD/N分别为4、6和8时,滤池NO??-N出水浓度均可达到1.0 mg/L以下,可完成滤池脱氮目标;不同ASS碳源的酸中和方式中,ASS-C碳源NO??-N去除效果最好,出水NO??-N浓度小于1.0 mg/L,因此选用碳酸作为ASS碳源的中和用酸。沿程脱氮实验表明,各碳源滤池中反硝化反应均集中发生在滤池底部。高通量结果和脱氮过程分析结果表明,不同实验组微生物群落结构有明显差异,AFL碳源和ASS-C碳源滤池内微生物群落组成均包括以黄杆菌属和假单胞菌属为代表的碳源降解功能菌群和弓形菌属、假单胞菌属为代表的反硝化菌群,两类微生物协同共生是AFL碳源和ASS-C碳源脱氮效果好的主要原因。本文采用物化、生化等方法,成功制备了AFL和ASS-C两种碳源,脱氮效果良好,在反硝化滤池内可实现NO??-N浓度从15.0 mg/L降至1.0 mg/L以下。经济成本核算结果表明,AFL和ASS-C两种液体碳源的吨水投加成本分别为0.44元/吨和0.17元/吨,比传统乙酸钠碳源分别节省了30.3%和72.8%,具有经济可行性。