自养反硝化技术的核心是自主研发的耦合生物电子载体、功能菌剂和非碳源依赖型深度脱氮工艺系统。利用无机碳（CO2、HCO3-、CO32-）作为碳源，主要以无机物（S、S2-、H2、S2O32-、Fe、Fe2+、NH4+等）作为硝酸盐氮还原的电子供体完成微生物新陈代谢，将缺少有机碳源的硝酸盐氮污染的水中的NO3–N还原为N2。在耦合生物电子载体中，碱度供体均匀分布可以有效平衡脱氮过程的酸碱度，实现生物活性的自维持；多元电子供体的引入，可以有效促进微生物的代谢偶联作用，实现脱氮反应过程的自激活。

硫自养反硝化工艺的改造优势：

滤料处理负荷高，滤料替代后确保滤池日处理量不发生变化。

滤料原位替代，利用原有冲洗装置，无需增加设备，改造简单。

硫自养反硝化见效快，可序批式实现无接缝衔接硫自养反硝化技术与其他自养反硝化技术相比，被作为电子供体的还原形态的硫化物廉价易得，受水质影响小，且易于被利用，因此反硝化硫自养技术一直以来就被看做是在处理低C/N污水时用来替代传统异养反硝化工艺的最佳工艺之一。并且由于硫自养反硝化过程中包含了S的氧化和N的还原过程。目前，硫自养反硝化多应用于深度脱氮领域，有些污水处理厂的深度脱氮工艺采用了硫自养反硝化滤池。替代了传统的异养反硝化滤池。

反硝化滤池采用单质硫及铁复合矿物作为滤料。复合硫自养滤料除具备截留悬浮污染物功能也作为缓释型电子供体驱动其附着的自养反硝化细菌从而实现脱氮。选用的复合硫自养滤料中包括在反硝化过程中能够产酸和产碱的两大类型，并通过复合比例的优化设计，能够使得反硝化脱氮过程中pH值始终保持性范围，从而获得较高脱氮速率，并满足出水pH值指标的要求。

硫自养反硝化中硫形态的分类

硫离子（S2-）

含有S2-的废水对环境有着较大的危害。污水中的S2-会对管道产生腐蚀，减少管道寿命，在输送过程中水解还会产生H2S气体，散发臭味的同时还具有一定的毒性。利用S2-做为硫自养反硝化的硫源可以将二者同时去除，可以达到以废治废的效果，反应方程式如下所示。

NO3-+ 0.70S2-+0.997H++0.131CO2→

0.70SO42-+0.50N2+0.406H2O+0.026C5H7O2N

硫自养反硝化的优点

1、无需投加碳源，节省了碳源的消耗；

2、填料自身消耗，无需更换，直接投加；

3、无碳源穿透的问题，防止出水COD升高！

硫自养反硝化反应多为产酸反应，反应过程中pH变化较大，而微生物的适宜pH区间较小，pH的变化会对系统的脱氮效率产生较大的影响。车轩等研究发现脱氮硫杆菌生长的最适pH为6.8~7.0，李天昕等发现S/石灰石滤柱在pH=7.0时系统有最大的TN去除率，Liu等研究发现在pH小于6.7时，系统的比反硝化速率会快速下降。因此，硫自养反硝化的最适pH值约为7.0。

硫自养反硝化过程中产生了H+，导致pH降低，但脱氮硫杆菌自养反硝化过程的最佳pH为6.8~7。因此环境中需要有一定的碱度，与产生的H+发生反应以便维持中性环境。此外，自养反硝化过程需要无机碳合成细菌细胞，故加入石灰石，既为细菌生长提供了无机碳，又维持了pH中性环境。石灰石主要成分是碳酸钙，其分子式为CaCO3，分子量为100.09，熔点为1339℃，相对密度为2.93g/cm3。白色粉末，无臭无味，放置在空气中不发生反应。几乎不溶于水，可和酸性液体会发生中和反应。碳酸钙经过高温灼烧可生成氧化钙，分子式为CaO。氧化钙吸收水分后生成氢氧化钙，分子式为Ca(OH)2，氢氧化钙微溶于水，会吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙。

碳酸钙在有水分存在时呈弱碱性，能和酸性物质发生中和反应。碳酸钙在有二氧化碳和水存在的情况下水解生成碳酸氢钙。碳酸氢钙易溶于水，溶液呈弱碱性，并具有一定的缓冲作用。石灰石投入酸性溶液中会发生一定的中和反应，使得一部分钙离子以游离的形式进入溶液。当溶液中存在硫酸根时会生成硫酸钙沉淀，去除硫酸根污染。