在光伏电池片的制绒、刻蚀和清洗工序中，大量使用氢氟酸和硝酸的混酸，导致产生的废水中同时含有高浓度的硝态氮（NO₃⁻-N，可达200-800mg/L）和氟离子（F⁻，可达500-2000mg/L）。传统的废水处理通常是将含氟废水和含硝态氮废水分开处理——含氟废水加钙沉淀除氟，含硝态氮废水通过异养反硝化脱氮。这种分而治之的模式不仅占地大、管理复杂，而且异养反硝化需要投加大量有机碳源（如甲醇、乙酸钠），运行成本高昂。如何在一个反应器内同步、高效、低成本地解决氟和硝态氮的去除，成为该行业水处理的一大技术需求。

  本研究设计了一种硫自养反硝化-厌氧氨氧化耦合生物膜反应器。反应器以硫磺颗粒（直径2-4mm）和石灰石混合作为填料，硫磺既作为生物膜的载体，又作为硫自养反硝化菌的电子供体。系统运行的构想是：进水中一部分硝态氮首先被硫自养反硝化菌还原为亚硝酸盐（NO₂⁻），这个过程中产生的氢离子（H⁺）被石灰石中和；同时，进水中本身含有的氨氮（或通过前端预处理将部分硝态氮还原为氨氮）与上述新生成的亚硝酸盐，一同被反应器内共同富集的厌氧氨氧化（Anammox）菌利用，直接转化为氮气脱除。整个脱氮链条不需要外加任何有机碳源。

  至于氟离子的去除，则巧妙地利用了系统中石灰石溶解产生的钙离子（Ca²⁺）。在反应器内局部碱性微区，Ca²⁺与F⁻结合，生成氟化钙（CaF₂）沉淀，附着在生物膜或填料表面，随着剩余污泥定期排出系统。持续运行120天的实验数据表明，在水力停留时间12小时、进水F⁻浓度1000mg/L的条件下，反应器对硝态氮的总去除率稳定在85%以上，氟离子去除率稳定在80%以上，出水F⁻浓度低于200mg/L，总氮浓度低于30mg/L。高通量测序揭示，硫自养反硝化菌（如Thiobacillus属）和厌氧氨氧化菌（如Candidatus Kuenenia属）是生物膜中的优势功能菌群。该耦合系统为光伏高氟高硝态氮废水的同步、低成本处理提供了全新的技术范式。

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