某些特殊行业，如不锈钢酸洗、光伏蚀刻、稀土冶炼及核工业，其废水中含有极高浓度的硝酸盐（NO₃⁻-N可达数百至数千mg/L），而有机物和氨氮浓度却较低。如此高负荷的硝态氮废水，若只用传统的异养反硝化工艺处理，需要消耗与硝酸盐当量匹配的海量外加有机碳源（如甲醇、乙酸钠），药剂成本令人望而却步，且极易因碳源过量导致出水COD超标。而单独使用硫自养反硝化，虽然节省碳源，但面对高浓度硝酸盐，会产生大量的硫酸盐副产物和酸度，系统负荷受限。将两者巧妙串联，形成“异养先行，自养断后”的梯级脱氮组合，可以充分发挥各自的优势，实现经济与效果的统一。

  第一级采用异养反硝化，其战略任务是“打歼灭战”。此处投加价格相对低廉的碳源（如工业级甲醇或复合碳源），在高污泥浓度和充分搅拌的缺氧反应器内，快速、集中地消耗掉进水中绝大部分（如80%-90%）的硝酸盐。由于是粗放式削减，只需将出水硝态氮浓度降至一个中间目标（如50-100mg/L），而非严格达标，因此对碳源投加精度的要求可以适当放宽，允许少量过量，系统耐冲击负荷能力强，运行稳定。这一级承担了最繁重的主体脱氮任务，极大地削减了后续精处理的负荷。

  第一级的出水，COD已很低，硝态氮浓度也降到了适宜自养菌发挥优势的“甜区”。这股东水恰好进入第二级硫自养反硝化单元，其战略任务是“精准狙击”。在此，硫磺-石灰石混合填料床或硫化物流化床反应器中，硫自养菌以硫磺为电子供体，无需外加任何有机碳源，便能将残余的几十毫克升的硝态氮，精雕细琢地降低至排放限值以下（如TN<5mg/L）。由于进水的硝态氮负荷已不高，产生的硫酸盐增量也在可控范围内。两级工艺联合运行，在总体的药剂成本、操作稳定性和极限脱氮效果上，找到了一个完美的平衡点，是目前解决高浓度硝酸盐工业废水处理难题的最优技术组合之一。

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