SO42-将NH4+-N氧化为NO2--N还是NO3--N，取决于n(N)∶n(S)。n(N)∶n(S)较低时，NH4+-N通过过度氧化为NO3--N而提供足够的电子来还原SO42-，从而提高SO42-的转化率和NO3--N的生成率。此外随反应时间的缩短，NH4+-N更多地被转化为NO2--N，继而经由NRAO〔式(4)〕脱氮，因此在上述反应体系中反应式(10)是限速步骤。

　　2 反应器内污泥及微生物菌群

　　由上述文献可知，SRAO反应是由多个生化反应组成的序列偶联反应，会有一系列微生物参与其中。根据相关文献推测，完成SRAO序列反应的功能菌群主要有硫酸盐还原菌〔22〕、自养脱硫反硝化菌〔23〕和厌氧氨氧化菌〔24〕等，有关该反应的反应器内污泥、生物膜及其微生物菌群是研究者们关注的焦点〔25〕。

　　在有机环境中，董凌霄等〔9〕对SRAO系统厌氧生物转盘生物膜上污泥进行电镜扫描，发现大量黄铁矿等矿物质，正是SO42-还原而形成。李祥等〔17〕、张丽等〔18〕和袁怡等〔19〕接种NRAO污泥研究SRAO反应，发现随着NH4+和SO42-的同时去除，污泥由接种时的红色逐渐变为棕色甚至黄色，伴随有一些淡黄色固体随出水流出，初步判断其为单质硫。随后发现，固体单质硫逐渐附着在生物膜表面、污泥表面和反应器装置内壁，减弱了NH4+和SO42-的反应效率，这是固体单质硫的沉积造成传质障碍所致〔26, 27, 28〕。P. C. Sabumon〔10〕用相差显微镜观察SRAO厌氧污泥，发现污泥内部存在单质硫颗粒，推测其单质硫可能是通过反应式(3)形成的;分批实验表明反应器污泥中存在单质硫和脱氮硫杆菌(T. denitrificans)，推测T. denitrificans能利用NO3--N和单质硫按照反应式(6)生成SO42-。E. Rikmann等〔11〕对MBBR的生物膜进行观察，发现其表面凹凸不平，存在大量孔隙和沉积物;MBBR生物膜和UASBR污泥的PCR-DGGE分析表明，其反应器内部的功能微生物分别属于两个不同的门：Planctomycetales和Verrucomic-robia，推测以上两个反应器中脱氮的机理不同。

　　在无机环境中，Sitong Liu等〔13〕接种NRAO污泥启动无纺生物转盘反应器，反应器运行100 d后生物膜的颜色逐渐由深红色转变为黄褐色，这可能是运行过程中单质硫的沉积引起的，元素分析表明硫是主要的无机元素，大约占整个生物膜元素组成的80%;通过PCR-DGGE和16SrDNA分析认为反应器内存在一种Anammoxo-globus sulfate优势菌株。张蕾等〔14〕对SRAO反应器中的污泥进行观察，发现污泥表面以链杆菌和球菌为主，其大小分别为(1～1.2)×0.8、0.9 μm，透射电镜表明细菌细胞中含有大量的内含物;并从SRAO反应器内分离出1株硫酸盐还原氨氧化细菌，其氮、硫物质的量损失比为2.01。

　　3 硫酸盐还原氨氧化反应的影响因素

　　SRAO反应的吉布斯自由能小，反应不易进行〔14〕。生化反应的速率与生物反应的潜能有关，而生物反应的潜能取决于菌体的种类、数量和活性，它们主要由微生物来源、营养及其生存环境所决定。对于厌氧微生物，这些影响因素主要有富集菌体的污泥源、反应基质浓度、不同基质的比例、进水pH、反应时间等。

　　3.1 污泥源对SRAO细菌富集的影响

　　赵庆良等〔29〕接种硫酸盐废水厌氧处理污泥，在有机环境中经过30 d的培养就发现NH4+-N和SO42-的同步去除，经过225 d的培养最终反应器氮去除速率最高达到32.33 mg/(L·d)。张蕾等〔14, 30〕接种厌氧消化污泥，在无机环境中从富集培养的第20天开始出现NH4+-N和SO42-的同步去除，经过3 a多的驯化在高基质浓度下培养最高脱硫能力达到56.82 mg/(L·d)。Sitong Liu等〔13, 26〕以NH4+-N、NO2--N和SO42-为基质筛选出的NRAO污泥经过10 d的培养，反应器出现氮、硫的同步去除，并生成大量单质硫。李祥等〔17〕以NH4+-N和NO2--N为基质筛选出的NRAO污泥经过65 d的培养发现NH4+-N和SO42-的同步去除，经过300 d的培养最高硫去除速率达到53.15 mg/(L·d)。说明采用一般厌氧污泥和NRAO污泥均可以获得NH4+-N和SO42-的同步去除，但NRAO污泥能更快富集到具有较高SRAO反应能力的培养物。

　　3.2 基质浓度及比例对SRAO的影响

　　赵庆良等〔29〕报道了低浓度COD、高浓度NH4+-N和偏碱环境(pH在7.8左右)有利于有机条件下同步脱氮除硫反应的发生。张蕾等〔14〕的实验证明，在高底物浓度和低氧化还原电位的条件下有利于生物反应的进行，NH4+-N和SO42-平均降低71.67、56.82 mg/L。赖杨岚〔23〕的实验表明SRAO的顺利进行易受 NO2-的影响，投加 NO2-会促进NH4+-N与 NO2--N之间的反应，使NH4+-N的去除率升高，但 NO2-会与SO42-竞争从而降低SO42-的去除率，结果对SRAO产生竞争性抑制;Fe3+会促进NH4+-N的去除，且使反应器的ORP升高，ORP升高则导致SRAO受到抑制;COD对NRAO有抑制作用，使NH4+-N的去除率降低，高浓度有机条件下硫酸盐还原菌活性增强导致了SO42-的去除，因此高浓度COD有利于脱硫却抑制了脱氮反应，同样会抑制SRAO反应。

　　董凌霄等〔9〕认为，随着厌氧过程的持续，当硫酸盐和氨氮的比例发生变化时，系统中反硫化现象加剧，出现同步脱氮除硫的厌氧氨氧化现象减弱甚至消失;随后利用硝酸盐作为抑制剂，观察硝酸盐对反硫化作用的影响，实验表明系统中硝酸盐的存在可以使硫酸盐还原过程减弱，表现为可逆的竞争性抑制，但受到抑制的厌氧氨氧化难以恢复。张丽等〔18〕和袁怡等〔19〕发现在SRAO反应中，不同的进水n(N)∶n(S)会产生不同的n(NH4+-N)∶n(SO42-)，其中进水n(N)∶n(S)对NH4+-N的转化率影响不大，但低的n(N)∶n(S)可提高SO42-转化率，使NH4+-N转化为NO3--N的比率增大，导致n(TN)∶n(TS)的去除比减小。

　　此外，E. Rikmann等〔12〕的研究表明，厌氧氨氧化中间产物肼和羟胺的添加对SRAO过程有促进作用。

　　3.3 进水HCO3-浓度及pH对SRAO的影响

　　传统的NRAO反应过程因消耗H+导致出水pH升高。而SRAO是近几年来发现的新型生物反应。因反应类型相近，在NRAO向SRAO转化初期，进水pH依据NRAO的配比进行配制，但有研究发现出水pH逐渐低于进水〔16, 17, 18, 19〕，反应器运行中通过增加HCO3-提高进水pH后，虽能增强反应器的脱氮除硫能力，但出水pH一直没有得到明显的提高。这与F.Fdz-Polanco等〔6〕曾经推测出的第一步产生H+现象十分相似。在厌氧生物反应器中，HCO3-不仅能调节碱度，更重要的是作为自养微生物的碳源。有文献表明高浓度的无机碳源会对厌氧氨氧化过程产生抑制，E. Rikmann等〔11〕研究发现NRAO反应的最佳HCO3-<1 000 mg/L，而且HCO3-超过1 000 mg/L就会抑制SRAO过程。张丽等〔18〕在反应器运行初期，将进水HCO3-控制在1 202.6 mg/L，出水NO3--N最大达到77.6 mg/L，这段时间进出水pH变化不大，随后提高进水负荷，将进水HCO3-降低到762.5 mg/L，出水NO2--N和NO3--N浓度有所降低，此时出水pH低于进水。同时发现，与进水n(NH4+-N)∶n(SO42-)和负荷相比，进水HCO3-对NH4+与SO42-相对转化率的影响更为明显，进水HCO3-为1 202.6 mg/L时，转化比〔n(NH4+-N)∶n(SO42-)〕稳定在9.6～9.8，当进水HCO3-降低为762.5 mg/L时，转化比也降低到4.2～4.8左右;由此看出，较高的进水HCO3-似乎更有利于NH4+的转化。

　　3.4 反应时间对SRAO的影响

　　控制不同的水力停留时间也会产生不同的转化比〔18, 19〕。SRAO反应中SO42-能把NH4+-N氧化为NO2--N或NO3--N，反应时间的缩短对SO42-的转化率影响不大，但能显著降低NO3--N的生成率，使转化比降低，去除比〔n(TN)∶n(TS)〕则增加，因此缩短反应时间有利于TN转化〔19〕。。

　　4 小结及展望

　　SRAO反应可以在1个厌氧反应器中实现氨和硫酸盐的同步去除，为废水生物脱氮除硫提供了新思路，特别有助于推动同时含有氨氮和硫酸盐废水(如化工、制药、食品发酵、造纸废水)的治理。目前国内外对SRAO反应的研究还处于起步阶段，需从以下方面进行研究：(1)对SRAO反应过程中的微生物进行研究，研究此过程中微生物菌群群落结构，对其功能微生物进行分离、鉴定，确定其最佳生长条件及影响因素;(2)通过反应物和产物成分的定性、定量分析，运用化学计量学原理，确定SRAO反应机理;(3)SRAO反应过程中生成的单质硫会附着在生物膜、污泥或反应器上，对反应过程有一定抑制作用，因此，如何分离单质硫及解除其引起的传质障碍是该反应走上实际应用面临的挑战;(4)开发SRAO反应的新工艺，控制各反应区域的条件，使SRAO反应的功能菌群能协同作用，提高其反应效率，是这类工艺走上实际应用急需攻克的难点。