论文以玉米芯作为固体碳源生物膜系统的挂膜载体和外加碳源,采用同步硝化反硝化（SND）技术处理低碳氮比城市污水。试验在常温条件下对玉米芯不同预处理方式进行了比选;研究了玉米芯固体碳源生物膜反应器的启动特性;考察了水力负荷、DO、进水pH值、进水C/N比四种影响因素对脱氮效果的影响规律;利用高通量测序手段对系统沿程微生物多样性和丰度进行了研究;最后在最佳工况条件下考察了反应器处理实际城市污水的脱氮效果。研究结论如下:在玉米芯不同预处理方式比选试验中,玉米芯COD_Cr释放量在72h时达到最高浓度,COD_Cr释放过程满足二级动力学关系;玉米芯浸出液中各类金属离子的浓度没有超过国家规定的限值;经NaOH预处理后的玉米芯反硝化效率明显提高,静态反硝化试验稳定时,硝酸盐去除率维持在90%以上;三组静态反硝化试验中,系统的优势菌群有:变形菌门和拟杆菌门,它们对污染物的去除起重要作用。系统运行23d后,COD_Cr、NH₄⁺-N和TN平均去除率分别维持在60%、90%和89%上下,表明反应器系统SND启动成功;对生物膜镜检时,发现生物膜上出现了丰富的生物相。因素试验得出水力负荷为0.045m³·m^-2·h^-1、溶解氧为4.0±0.1 mg·L^-1和进水pH值在8.0±0.1时系统脱氮效果可以满足污水处理厂出水水质一级标准。反应器沿程脱氮及微生物群落结构分析显示,出水平均TN去除率为82.37%,没有出现NO₂^--N的积累现象,固体碳源生物膜反应器具有良好的脱氮效果;而高通量测序结果显示,系统优势菌群主要为拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门,荧光定量PCR结果表明,AOB主要集中在反应器的中端部,沿程氨氧化速率呈下降趋势。固体碳源生物膜反应器处理低碳氮比实际污水时,系统平均COD_Cr去除率为65.41%;平均NH₄⁺-N去除率为78.75%;平均TN去除率为77.46%,系统具有良好的污水处理效果。通过上述试验结果,充分验证了农业废弃物玉米芯是一种可行的天然固体碳源材料和微生物挂膜载体,系统可以高效的实现同步硝化反硝化过程,同时该工艺适合处理当前普遍存在的低碳氮比城市生活污水,为固体碳源生物膜同步硝化反硝化处理低碳城市污水提供了新的思路。