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目前城镇污水低碳源化的现状抑制了污水厂反硝化及总氮脱除效果,导致尾水中总氮超标,对生态系统造成危害。与传统液体碳源相比,人工制备的缓释碳源具有释碳速度稳定可控的特点,且投加量容易控制,不会导致二次污染或脱氮不完全,可以有效处理低碳源污水。近年来,研究制备成本低廉、脱氮性能优越的固体缓释碳源成为了研究热点。本研究分别采用葡萄糖和淀粉作为碳源对聚乙烯醇缩甲醛（PVF）填料进行改性,得到新型缓释碳源填料,研究其在低碳源进水下运行的脱氮效果。结果表明,在曝气强度为4.0±0.2 L·min-1,进水COD为259.33±5.14 mg·L-1,进水NH4+-N浓度为27.03±0.24 mg·L-1,HRT为8 h的条件下,使用葡萄糖耦合PVF（GP）填料和淀粉耦合PVF（SP）填料的TN去除率分别为86.77%和87.03%。而采用未改性填料的对照组中,TN的去除率仅为54.22%。实验结果表明,GP和SP填料的释碳速率分别为196.56 mg·g-1·d-1和166.74 mg·g-1·d-1。采用溶解氧微电极法对生物膜进行DO分布测定。结果表明,在GP和SP填料中,DO传质深度分别为907.3μm和959.1μm,而未改性填料中溶解氧可渗透至1247.6μm以上,限制了缺氧区的形成和反硝化效果。研究发现,葡萄糖和淀粉作为碳源增加了传质过程中的氧消耗,抑制了DO在填料中的过度渗透,从而创造了适合反硝化进行的缺氧环境,有利于反硝化细菌的生长。其中Comamonas.sp和Dokdonella.sp起到了在缺氧环境利用有机物进行反硝化的作用。同时,研究指出葡萄糖作为碳源耦合时容易被洗脱,导致出水COD超标,而淀粉与填料耦合度较好,能保持稳定的强化脱氮效果。在再生效果实验中,将释碳后填料取出后重新包裹淀粉碳源,完成填料的再生。实验结果表明,再生后的每条新型缓释碳源填料SP-2和SP-3中的碳源含量分别为2656 mg和2678 mg,释碳速率分别为171.78 mg·g-1·d-1和173.04mg·g-1·d-1,表明其具有良好的再生效果。淀粉耦合PVF（SP）再生后NH4+-N去除率接近100%,TN浓度分别为4.92±0.15 mg·L-1和5.31±0.09 mg·L-1,去除率分别达到78.79%和77.11%,出水COD稳定,可作为一种有效的缓释碳源强化寡碳源进水条件下的生物脱氮效果。使用填料外壳改进新型缓释碳源实验中,在第20天更换夹层碳源后,反应器出水TN浓度为2.48±0.06 mg·L-1,TN去除率达到89.31%,在启动后的较短时间内达到高效稳定的脱氮效果。