目前我国城市污水处理厂尾水被用于城市内河和内湖的水源补充水的最大限制性因素是TN含量高,其中NO3--N占比达80%,因此,亟需对污水厂尾水进行深度脱氮。污水厂尾水具有碳氮比低,NO3--N占比高的特点,脱氮时需要外加碳源或提供其他电子供体,所以开发低成本碳源或电子供体成为该领域的研究热点和难题。针对此问题,本研究基于植物碳源-硫反硝化原理,首先对成本低廉的芦苇杆、稻杆、核桃壳和玉米芯4种植物碳源的组成、释碳及反硝化潜能进行对比研究,综合筛选最优碳源用于植物碳源-硫反硝化滤柱中,并研究植物碳源-硫填充方式、水力停留时间（HRT）等关键运行参数对尾水强化脱氮的影响,揭示植物碳源-硫反硝化脱氮的微生物群落变化。主要结论如下:（1）玉米芯在芦苇杆、稻杆、核桃壳、玉米芯4种植物碳源中纤维素和半纤维素总含量（73.8g/100g）最高,且玉米芯不易变形、表面粗糙。静态释碳实验表明,四种植物稳定后（第3d-15d）其浸出液中COD平均浓度依次为稻杆（8.40±4.27mg/L）>玉米芯（4.26±1.87 mg/L）>芦苇杆（3.32±1.32 mg/L）>核桃壳（2.46±1.44mg/L）。在植物碳源硫混养反硝化潜能实验稳定阶段（15-25d）TN平均去除率高低依次为玉米芯（25±9%）>稻杆（24±11%）>芦苇杆（23±8%）>核桃壳（21±8%）,碳硫混养反硝化试验前后p H变化程度从大到小依次为稻杆>玉米芯>芦苇杆>核桃壳。综合考虑,玉米芯是最适合作为植物碳源-硫反硝化材料的植物。（2）上端玉米芯下端硫磺填充方式的反硝化滤池处理污水厂尾水时表现出较好的脱氮效能。在HRT为2h时,四种填充方式反硝化滤柱其TN去除率由大到小依次为:上端玉米芯下端硫磺（86.34±5.43%）>玉米芯硫完全混合（83.96±5.26%）>玉米芯硫交替分层（80.98±4.29）>上端硫磺下端玉米芯（75.10±3.32%）,四种出水COD浓度接近。在上端玉米芯下端硫磺的填充方式下,考察了HRT对反硝化滤柱脱氮效能的影响,HRT为1h、1.5h、2h、2.5h、3h、4h、6h时,稳定阶段TN去除率分别为24.51±6.75%、66.32±10.62%、83.45±3.47%、81.77%±4.94%、88.25±1.55%、89.53±2.66%和92.26±1.78%,但HRT为3h、4h、6h时,出水COD超出一级A排放标准;综合考虑,推荐2h为最佳HRT。高通量测序和qPCR结果表明上端玉米芯下端硫磺填充方式的下玉米芯表面的微生物群落最为丰富,且HRT为2h时微生物群落多样性较HRT为4h更为丰富,其其优势菌门为变形菌门（36.15%）、拟杆菌门（14.39%）、绿弯菌门（10.34%）和酸杆菌门（8.74%）。随着反硝化滤柱水流的方向,玉米芯填料上的变形菌门和拟杆菌纲的占比总和也逐渐减少,由进样口附近的67.61%逐渐减少到出水口附近的45.84%。