单质硫是硫化物氧化为硫酸盐过程中可能的中间产物,从化学角度看,其兼具充当电子供体和电子受体的能力;从生态角度看,彻底去除硫污染需以单质硫为最终产物。针对目前废水碳氮硫同步去除过程中单质硫转化率不稳定、无有效回收技术的问题,本课题利用能去除乙酸盐、硝酸盐,并将硫化物转化为单质硫的化能异养型微生物Pseudomonas C27开展批次试验。首先以高效去除碳氮硫污染物的前提下获得最大单质硫转化率为目标探究了不同氮硫比、硫化物浓度及氧气注入的影响。在此基础上论证了高效液相色谱法（High-performance liquid chromatography,HPLC）定量检测生物产单质硫的可行性,并以此测定了不同反应阶段的单质硫浓度,综合分析反应过程中各含硫物质的浓度变化情况,推导硫化物生成单质硫的机理。此外,利用电子扫描显微镜、三维荧光光谱等仪器分析方法,结合体系宏观状态,确定单质硫和菌体的相对位置,并探究有效的分离手段对胞内外单质硫进行分离,探讨了单质硫在胞内外的分布规律。研究表明,氮硫比是影响单质硫生成的主要因素,氮硫比为3:1可使单质硫的转化率稳定在93.3%以上,随着硫化物浓度的升高,硫化物对菌体的抑制作用增强导致快速生成单质硫的时间不断推迟,注入的氧气与微生物竞争硫化物将其氧化为更高价态含硫物质,使单质硫在体系内的占比由85.6%降至70.2%,不利于单质硫的积累。最优条件为厌氧状态下氮硫比为3:1且硫化物浓度96 mg/L,此时硫化物转化为单质硫的转化率为99%以上。经检验,利用高效液相色谱在紫外波长范围内对氯仿萃取后的单质硫进行定量分析,线性回归系数R~2=0.9999,相对标准偏差0.57%,加标回收率95.7%,且不受其他含硫物质干扰,方法可行。不同阶段的含硫物质浓度测定结果表明:在单质硫生成过程中有硫代硫酸盐和多硫化物的参与,且多硫化物是生成单质硫过程中不可或缺的直接底物,硫化物生成多硫化物后再进一步生成单质硫。通过对Pseudomonas C27储存单质硫位置的分析,发现胞外单质硫与菌体在胞外聚合物的作用下紧密结合,探究了热解法剥离胞外聚合物实现分离的温度影响,结果表明65℃是最优条件,根据不同反应阶段测定的胞外与体系单质硫的总含量差异,证明胞内也存在一定量的单质硫,且胞内单质硫经短暂积累后会再次减少,Pseudomonas C27产生的单质硫最终储存于胞外。