许多工业废水经生化处理后，其出水COD极低但总氮浓度高，碳氮比严重失调。厌氧氨氧化（Anammox）工艺可以在无碳源条件下去除氨氮和亚硝酸盐，但其会产生约占11%总氮的硝酸盐副产物限制了总氮去除率的上限。硫自养反硝化（SAD）工艺可以在无碳源条件下以单质硫为电子供体将硝酸盐还原为氮气。将两者整合于一个反应器，由Anammox完成主体脱氮任务，由SAD对Anammox产生的硝酸盐进行“精处理”，可以在不投加任何有机碳源的条件下将总氮去除率推向极限。

  本研究构建了一个一体化升流式耦合反应器。反应器下部填充Anammox颗粒污泥，上部铺设硫磺-石灰石混合填料作为SAD区。含氨氮和亚硝酸盐的废水从底部进入Anammox区大部分被转化为氮气，产生少量硝酸盐。水流携带残余硝酸盐继续上升进入上部的SAD区。附着在硫磺颗粒上的硫自养反硝化菌利用硫磺为电子供体，将硝酸盐高效还原为氮气，同时产生的少量硫酸根和H⁺被同区填充的石灰石所缓冲。

  连续运行数据表明，该耦合系统对进水总氮的去除率稳定在95%以上，出水总氮浓度低于5mg/L。微生物群落分析证实，Anammox菌（主要为Candidatus Kuenenia）和硫自养反硝化菌（主要为Thiobacillus）在各自的区域形成了稳定的优势群落。该一体化耦合系统，以极低的运行成本和简洁的流程，实现了低碳氮比工业废水总氮的极限脱除，是自养脱氮技术工程化应用的重要创新。与传统的硝化-反硝化工艺相比，该耦合系统可节省约60%的曝气能耗和100%的外加碳源消耗。

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