本文以聚乙烯醇（P）为骨架，玉米淀粉（S）为碳源，根据是否用硼酸（B）、凹凸棒石（A）和硫酸钠（N）做改性处理，制备了一系列控释碳源材料：GP、GSP、GSP-N、GSP-B、GSP-BN、GSP-A、GSP-AN、GSP-AB和GSP-ABN。研究了GSP的释碳性能和GP的反硝化可利用性，以及在以GSP为碳源的静态反硝化实验中，不同营养基质和不同粒径对反硝化效果的影响。实验结果表明：冷冻解冻次数越多，GSP稳定性越高，在纯水中就越不容易释放；自来水中的GSP释放程度要远远高于纯水；PVA具有一定的抗生物降解性，不能作为反硝化的碳源，适宜作为碳源骨架；碳源材料在自来水中反硝化效率要高于在纯水中反硝化效率；碳源材料粒径越小，硝酸盐转化速率越快，但亚硝酸盐氮、氨氮、TOC的累积程度并不会有所降低。通过对GSP进行改性，考察了不同改性方式对碳源材料脱氮性能的影响。静态实验结果表明：综合效益显著的改性方式有ABN（凹凸棒石+硼酸+硫酸钠）、N（硫酸钠）、AN（凹凸棒石+硫酸钠）、BN（硼酸+硫酸钠）四种，其中ABN综合效益最好。研究了以GSP-BN为PRB的活性材料的砂柱模拟实验的硝酸盐去除情况。实验结果表明，在有效运行期（48d）内，当进水NO₃^--N浓度依次为20mg/L、30mg/L和40mg/L时，砂柱的NO₃^--N去除率分别保持在99.6%、92.3%和84.8%以上。出水NO₂^--N、NH₄^-N浓度始终保持在1mg/L和2.3mg/L以下。PRB的NO₃^--N去除速率分别为71.63gNO₃-N/（m³·d）、91.08gNO₃^--N/（m³·d）和92.56g NO₃^--N/（m³·d）。PRB的TN去除速率分别为70.17gN/（m³·d）、68.18gN/（m³·d）和89.94gN/（m³·d）。砂柱出水TOC浓度进水TOC浓度非常接近，说明PRB释放的有机质被充分利用，基本不会造成有机物的二次污染。通过正交设计优化了碳源材料GSP-ABN各组分的配比。结果表明，当PVA、凹凸棒石、硼酸与淀粉质量比分别是1.5、0.25、0.25时，碳源材料整体性能最优。