多種工業(yè)廢水及市政污水都同時(shí)含有碳、氮和硫系化合物.含氮化合物具有毒性和臭味，而且能夠引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化.基于目前的生物處理技術(shù)，銨鹽通常在好氧條件下被氧化為硝酸鹽，然后硝酸鹽在厭氧條件下通過(guò)反硝化作用被還原成氮?dú)?自然界多種異養(yǎng)微生物都能夠利用各種有機(jī)物作為碳源和能源進(jìn)行反硝化作用.它們具有豐富的生物多樣性，通常屬于變形菌門中不同的屬，例如：Rhodoferax、Dechloromonas和Sulfuritalea.
 

　　硫化物具有強(qiáng)烈的毒性和臭味，它的超標(biāo)排放是目前面臨的嚴(yán)峻的環(huán)境問題之一.它能夠和細(xì)胞色素中的金屬離子進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而抑制細(xì)胞的呼吸作用.此外，它還具有腐蝕性并產(chǎn)生很高的化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand，COD).硫化物通常在產(chǎn)甲烷的過(guò)程中伴隨產(chǎn)生，它也產(chǎn)生于多種工業(yè)加工過(guò)程，例如：石油化工、造紙、制革等.許多物理、化學(xué)和電化學(xué)方法已經(jīng)用來(lái)處理氣體和水中的硫化物，例如：沉淀法、氣提、離子交換、電催化氧化、有機(jī)溶劑和化學(xué)氧化.其中，利用無(wú)色硫細(xì)菌的生物處理技術(shù)具有低成本、低能耗和產(chǎn)物無(wú)害等優(yōu)勢(shì).因此，它是一種上日益關(guān)注的熱門技術(shù).Thiobacillus denitrificans被發(fā)現(xiàn)能夠利用無(wú)機(jī)硫化合物作為能量來(lái)源，無(wú)機(jī)碳化合物作為碳源進(jìn)行生長(zhǎng).左劍惡等在升流式生物膜反應(yīng)器中，利用無(wú)色硫細(xì)菌處理廢水中的硫化物，去除率為90%，單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率為100%.這類能夠利用無(wú)機(jī)硫化合物的自養(yǎng)反硝化細(xì)菌具有較高的研究?jī)r(jià)值，因?yàn)樗诜聪趸^(guò)程中不需要再額外添加有機(jī)碳源并節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本.相關(guān)技術(shù)目前已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，例如：市政污水、地表水和垃圾滲濾液的處理.
 

　　近年來(lái)，多單元聯(lián)合生物技術(shù)快速發(fā)展并應(yīng)用于處理含有碳、氮和硫系化合物的廢水.此技術(shù)的過(guò)程原理為：厭氧發(fā)酵階段硫酸鹽還原所產(chǎn)生的硫化物及少量剩余COD在反硝化單元被來(lái)自硝化單元的硝酸鹽氧化去除.在香港特別行政區(qū)，應(yīng)用此技術(shù)已經(jīng)成功建立了示范工程，主要進(jìn)行沿海地區(qū)高硫酸鹽生活污水的脫氮處理.脫氮單元中的活性污泥通常含有自養(yǎng)和異養(yǎng)反硝化細(xì)菌，其中有些物種能夠利用含硫化合物還原硝化單元所產(chǎn)生的硝酸鹽.除能以含硫化合物作為能源的自養(yǎng)反硝化細(xì)菌以外，一些異養(yǎng)細(xì)菌也被發(fā)現(xiàn)具有這樣的功能.它們能夠利用硫化物和硝酸鹽進(jìn)行呼吸作用，并產(chǎn)生單質(zhì)硫和氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)產(chǎn)物.這種生物基單質(zhì)硫具有親水的特性，能夠作為生產(chǎn)肥料和殺蟲劑的原料，具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值.