在亚硝酸盐型厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺中,常出现含硫化合物伴随转化。硫酸盐型厌氧氨氧化（SRAO）和硫自养反硝化（SADN）反应的存在也表明含氮化合物的转化过程和含硫化合物的转化可以耦合发生。探明氮和硫之间的耦合过程,无论是对了解自然界中氮、硫的迁移过程,还是对开发废水脱氮除硫工艺都具有重要意义。但目前这方面还缺乏深入的研究。本论文首先采用无机含氨和硫酸盐(SO42-)废水作为USB进水,研究了其对铵（NH4+）和SO42-的去除以及不同高度污泥层含氮、硫元素的转化途径。其次,在进水中投加不同浓度的有机物,研究了有机废水运行过程反应器内NH4+和SO42-的去除途径和对污泥菌群结构进行了解析,探究了USB内脱氮除硫机理。获得的主要研究结果如下:（1）接种厌氧颗粒和反硝化污泥混合污泥的USB反应器,投加无机废水并不断提高浓度,经过335 d运行,进水NH4+-N、SO42-浓度分别达到200 mg·L-1、684 mg·L-1,反应器对氨氮的去除量最高为40 mg·L-1左右,但进出水SO42-浓度变化不大。NH4+的去除主要与好氧氨氧化有关,好氧氨氧化所需的氧主要来自于进水自含和反应器内微生物产生过氧化氢（H2O2）的催化转化过程,并且两者共同存在的条件下会产生更多的氧。（2）投加无机废水运行的USB反应器内,不同高度污泥层O2含量的不同导致不同高度污泥层的微生物菌群以及活性不同,反应器内氮、硫代谢是分层进行。NH4+的去除主要发生在反应器底部污泥层通过氨氧化、厌氧氨氧化、反硝化、硫自养反硝化途径;SO42-的去除主要发生在反应器上部,硫酸盐还原菌（SRB）将SO42-还原为硫离子(S2-),然后SADN利用少量亚硝酸盐（NO2-）/硝酸盐（NO3-）将S2-氧化为硫单质（S~0）,实现S~0的积累和SO42-的去除。同时通过场发射扫描电子显微镜（Fe-SEM）观察到反应器上部污泥中有S~0的生成,反应器运行的第255 d到第335 d发现上部污泥中硫元素的含量从1.11%增加到2.22%。经高通量测序,USB反应器在无机废水运行335 d后反应器底部污泥层和上部污泥层富集到An AOB菌属和SADN菌属,分别为norank＿Candidatus＿Brocadiaceae和Thiobacillus,此时反应器内还存在AOB菌属Nitrosomonas。（3）随着USB反应器进水中有机物浓度的升高,反应器内NH4+的去除量逐渐减少,进水COD浓度为100 mg·L-1后,甚至不去除NH4+。进水COD为50 mg·L-1时,出现NH4+和SO42-同步去除现象。通过Fe-SEM在反应器底部污泥层中观察到大量S~0,同时检测到底部污泥中硫元素所占质量百分比从0.74%增加到5.32%。NH4+和SO42-的同步去除以及S~0的富集并不是因为发生了SRAO反应,而是氨氧化、厌氧氨氧化、反硝化、硫酸盐还原、硫自养反硝化反应协同耦合导致的。进水COD为100 mg·L-1时,反应器内处于严格厌氧环境,NH4+不发生转化,但SO42-浓度降低了37 mg·L-1,同时生成了12.3 mg·L-1左右的S2-。