硫自养反硝化技术工程应用现状及展望

摘要

微生物反硝化是硝酸盐去除的重要方法。然而，传统的异养反硝化技术依赖外部有机碳源的添加，存在处理成本高、污泥产量大及碳排放强度高等问题。在“双碳”背景之下，寻找经济且环境友好的生物处理技术，成为低碳处理硝酸盐废水的核心问题。硫自养反硝化技术使用还原态硫代替有机碳源作为电子供体驱动生物反硝化过程。与传统异养过程相比，大幅降低碳排放强度和外源碳需求。本文基于硫自养反硝化技术原理与工程应用现状，系统比较了复合型硫基材料和高硫型材料的脱氮性能，讨论了实际应用中硫自养滤料的功能特性。并基于各类反应器在结构配置、物料特性、接触方式、微生物群落富集机制等方面差异，阐释了不同类型反应器在实际应用中的性能特征。在厘清反应体系运行特性的基础上，本文综述了自养反硝化技术在市政、工业、生态等脱氮领域工程规模的应用，探讨了硫自养反硝化技术在市政污水、高盐废水及人工湿地等多场景高效脱氮应用现状，量化了硫自养技术的运行成本及环境效益。最后，展望了未来硫自养反硝化的研究方向，通过材料开发、基因工程靶向调控推动工艺标准化以突破工程化瓶颈，最终构建低碳高效的硫自养脱氮技术体系，以期为硫自养反硝化技术的工程化应用提供重要参考。

关键词

微生物代谢 / 反应器构建 / 硫基复合材料 / 低碳脱氮 / 工程应用