随着我国环境承载能力的日趋饱和，对污水处理排放标准提出了更严格的要求。 含 氮污染物的深度去除是目前污水处理厂提标 改造 的 重点和 难点，原因在于现行异养反硝化滤池技术存在运行成本高、污泥产量大、兼顾 COD 达标 困难等问题。 本研究 围绕电解过程中富氢水对 零价铁 ZVI 反硝化过程的影响，探讨溶解氢对反硝化性能的强化效果，拟 实现 ZVI 反硝化系统稳定运行与 微生物电化学系统产生的富氢水的资源再利用 。同时， 本 研究 创新性地 提出一种利用廉价单质硫和 亚铁矿石 作为活性滤料 驱动污水自养反硝化脱氮的活性滤池工艺 替代 目前普遍采用的有机碳源； 拟通过研究体系中单质硫与 亚铁矿石 的复配原则及其受水质条件影响的运行效果，明晰其 获得高效脱氮效能的 协同 机制及相较于现有技术的潜在优势。同时 通过解析各元素的转化及生物学信息 最终为污水处理厂深度脱氮 工艺向运行成本低、集约度高、稳定性好的方向发展提供技术和理论支撑。
        首先，由于ZVI 自养反硝化过程受限于 ZVI 腐蚀速率和硝酸盐与 ZVI 反应界面的 传输过程 通过电解的富氢水可以促进 ZVI 自养反硝化的 NO 3 的去除性能。在 DH 反应器中，硝酸盐去除率为 47.3 0.2 ％；在对照反应器中，硝酸盐去除率为 30.2 0.3 ％。此外 DH 反应器中亚硝酸盐的浓度为 0.04 mg/L而对照反应器中为 0.50 mg/L 。在两个自养反硝化反应器中均未发现其他中间体（例如 N 2 O ）。富氢水通过降低 pH 值减缓了 ZVI 的钝化过程，使得 ZVI 系统有望长期稳定获得高效的硝酸盐去除率。富氢水使反硝化细菌丰度明显增多，并且增加了特定功能基因 nir S 和 nos Z) 的丰度，有望将电化学产氢后 的 富氢水应用于二级生化出水的深度 脱氮 过程 。
        其次,为了考察 单质硫 亚铁矿 协同 驱动污水深度脱氮的可行性，本研究从不同尺寸的 单质 硫 亚 铁 矿 缓释电子供体 中 选取最佳尺寸 1.0 1.5 mm ，构建 单质硫 亚 铁 矿 填充床（ SICAD 系统），用其处理硝酸盐废水， 发现 SICAD 系统 获得高效的 深度脱氮 性能 。 当 HRT 为 0 .5 hT N 负荷高达 720.35 g∙N / m 3 d 中间体（ NO 2 和 N 2 O ）的积累较少 此外， SICAD 系统 减少了 硫酸盐 的生成 。 单质硫 与 亚铁矿石 协同脱氮过程中发现通过硫驱动 反硝化过程产生的酸可促进 Fe(II)的溶出，使得反应区域从固体表面扩展到溶液体系，从而积累了更多的生物量。亚铁矿石 通过富集 中性亚铁氧化细菌 ( 来促进电子转移速率，从而提高脱氮效率。另外， 通过 SICAD 系统 富集的微生物可以实现 Fe(II)/Fe(III) 的循环，使得较少的铁溶出既可实现硝酸盐去除效率 的提高。
        再次,为了 考察不同 单质 硫 亚 铁 矿 缓释电子供体复配原则及其受水质条件的 影响， 开展滤料 比例 优选 研究其处理模拟二级出水的能力。 结果表明， 当单质硫 与 亚铁矿石 的填充比例分别为 1:0 、 1:1 、 2:1 和 1:2 时 SICAD 1/1 系统的 TN 去除效率最高，其次是 SICAD 2/1 和 SICAD 1/2 。 主要归因于硫 自养反硝化 过程在 其表面附着的生物膜中进行，导致 单质硫 的比表面积是影响硝酸盐去除的重要因素。另外， 亚铁矿石 不仅 为 单质硫 提供微生物附着的场地，也参与 了 自养反硝化过程。 同时也发现 本研究中 SICAD 工艺 的 TN 去除效能是稳定的，并不受进水硝酸盐 浓度 的影响。
        最后，考察SICAD 系统对磷去除的影响，结果发现在 SICAD 系统中除磷机制与 亚铁矿石 一致，而其相较 ICAD 系统获得较高的除磷效率， 主要归因于含磷酸盐的三价铁沉淀物被过滤截留在滤池内， 并 附着在 亚铁矿石 颗粒间隙或表面，会进一步影响反硝化效果。然而硫自养反硝化过程 产生的 H 有助于沉淀不累积在 单质硫 亚铁矿石 表面，能够为反硝化过程持续提供反应界面， 从而 保证较高的 TN 去除效能。 SLAD 工艺 虽然对总磷也有一定的去除作用， 主要依靠 Ca 2+ 与 H 2 PO 4 和 HPO42 生成沉淀， 但 这种形式的沉淀并不稳定。 这项研究揭示了 SICAD 脱氮 除磷 的可行性和机理，为 污水深度 净化的实际应用提供了更大的潜力和可行性。