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本研究基于脱氮硫杆菌在厌氧条件下以硫或硫化物为电子供体，以NO3-和NO2-为呼吸链的最终电子受体进行自养反硝化的生理特性，以分离自连续运行的UASB反应器厌氧污泥中的脱氮硫杆菌为研究对象，采用分批摇床试验，分别以硫代硫酸钠、磁黄铁矿、硫磺、黄铁矿为硫源，研究脱氮硫杆菌的自养反硝化特性，考察pH、温度、氮源(NO3--N、NH4+-N)、碳源（HCO3-）、无机盐(P、Mg2+、Fe2+)、葡萄糖等理化因素对该菌株自养反硝化的影响，寻找脱氮硫杆菌利用不同硫源自养反硝化的最佳pH、温度以及各个营养物质的限制浓度，为脱氮硫杆菌在水处理脱氮方面的应用提供依据。同时对磁黄铁矿反硝化体系和硫磺/石灰石反硝化体系的同步除磷作了研究。研究表明: (1)采用脱氮硫杆菌标准培养基从不同环境中分离筛选得到10种菌株，对硝酸盐均有不同程度的去除，其中从连续运行的UASB反应器厌氧污泥中分离得到的菌株接种后48h就达到对硝酸盐氮100％的去除率，去除速率为143.3mg/L·d，在所有菌株中是最高的。16S rDNA序列分析表明，该菌株与脱氮硫杆菌相似性为97％，结合透射电镜形态观察及该菌的生长和反硝化特性，确定该菌株为脱氮硫杆菌，命名为T.d.a。 (2)硫源对脱氮硫杆菌反硝化的影响很大，利用四种硫源脱氮效果递减的顺序为硫代硫酸钠＞磁黄铁矿＞硫磺＞黄铁矿。 (3)脱氮硫杆菌以硫代硫酸钠为硫源，在pH6.5～8.0，温度20～35℃的范围内，T.d.a对NO3--N均有较高的去除速率，其最佳反硝化pH值为7.04，温度为27.4℃。T.d.a对小于416mg/L的NO3--N有较好的适应性，大于554mg/L的NO3--N对T.d.a有一定的抑制作用;T.d.a反硝化所需NH4+-N的限制浓度为2.62mg/L;当S2O32-浓度小于903mg/L时，S2O32-浓度与NO3--N去除率维持近似的正比关系，当S2O32-浓度大于903mg/L时，NO3--N去除率变化不大;T.d.a以HCO3-作为无机碳源时其限制浓度为29mg/L;(0～2000) mg/L的葡萄糖对NO3--N去除率没有明显影响。P和Mg2+的限制浓度分别为0.034mg/L、0.059mg/L，Fe2+的限制浓度低于0.058mg/L。 (4)脱氮硫杆菌以硫磺为硫源的自养反硝化产生大量H+，需要加入CaCO3来弥补消耗的碱度，S/CaCO3的最佳体积比为3∶1; S/CaCO3反硝化系统的最佳反硝化条件为pH7.6，温度29.3℃;NO3--N去除速率在初始NO3--N浓度为139mg/L处达到最高，当NO3--N浓度高于139mg/L时去除速率有所下降，但不能认为大于139mg/L的NO3--N对其有抑制作用，细菌在一定NO3--N浓度水平的驯化很重要;NH4+-N的限制浓度为3.93mg/L;要保持较高的去除速率(＞10mg/L·d)，P浓度不宜低于0.046mg/L，Mg2+浓度不宜低于0.177mg/L;即使是很少量的Fe2+就可以极大的提高自养反硝化速率，但Fe2+加入量的多少与反硝化速率并没有直接的线性关系;S/CaCO3反硝化体系对磷有一定去除作用，除了微生物的利用外主要是方解石的吸附作用，方解石对P的理论饱和吸附量为233mg/kgCaCO3。 (5)磁黄铁矿反硝化体系中包含了脱氮硫杆菌以FeS为硫源所进行的自养反硝化，HS-与NO3-，Fe2+与NO3-的氧化还原反应以及磁黄铁矿在溶解氧作用下的氧化等反应。这一体系的最佳反硝化pH并不是中性条件，pH为5和8时均有较高的去除速率;在10℃～40℃的温度范围内，磁黄铁矿反硝化体系受温度变化的影响并不大;高浓度硝氮(693mg/L)对反硝化没有明显的抑制作用;NH4+-N的限制浓度为7.85mg/L; HCO3-的限制浓度为21.8mg/L;在(0～3000) mg/L范围内葡萄糖对NO3--N去除速率没有影响;P的限制浓度为1.14mg/L; Mg2+的限制浓度为0.236mg/L。 (6)磁黄铁矿反硝化体系对磷有良好的去除效果，可实现同步脱氮除磷，磁黄铁矿对P的理论饱和吸附量为222mg/g磁黄铁矿。用反硝化速率稳定的磁黄铁矿反硝化体系处理南京扬子污水处理厂二级出水，16h后NO3--N为1.1 mg/L，NO2--N没有检出，总磷没有检出。 (7)脱氮硫杆菌以黄铁矿为硫源对硝酸盐的去除非常缓慢，利用100目黄铁矿对硝氮的去除率仅为3.2％。在厌氧条件不是很充分的条件下，黄铁矿的氧化导致pH快速下降，从而抑制了脱氮硫杆菌的自养反硝化。要实现脱氮硫杆菌以黄铁矿为硫源的高效反硝化，需要保持这一反应体系良好的厌氧环境，并对脱氮硫杆菌进行长期的驯化。