本发明公开了一种新型碳源投加优化控制装置及方法，反硝化曝气生物流化池包括依次相连通的第一反应区、第二反应区、第三反应区及第四反应区，其中，在线电磁流量计及第一在线总氮仪设置于第一反应区的入口处，第二在线总氮仪设置于第四反应区的出口处，碳源储罐的出口与第一碳源投加泵的入口及第二碳源投加泵的入口相连通，第一碳源投加泵的出口与第一反应区的加药口相连通，第二碳源投加泵的出口与第三反应区的加药口相连通，该装置及方法能够实现反硝化曝气生物流化池碳源投加的优化控制。