硫形态的分类
在硫自养反硝化技术中，常用的硫源主要包括以下几种形态：
1. 硫化钠（Na₂S）：一种液态硫源，反应速率较快，但对出水pH值影响较大。
2. 硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）：液态硫源，反应速率较硫化钠稍慢，但同样会对出水pH值产生显著影响。
3. 硫铁矿（FeS₂）：固态硫源，反应速率较慢，但性质稳定，几乎不溶于水。
4. 单质硫（S⁰）：固态硫源，反应速率最慢，但具有良好的稳定性和安全性。
传质/反应速率
不同形态的硫源在硫自养反硝化过程中的传质和反应速率存在显著差异：
• 硫化钠（Na₂S）和硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）：作为液态硫源，其传质效率较高，反应速率较快。然而，液态硫源在反应过程中会快速释放电子，可能导致局部酸化，对出水pH值产生较大影响，且难以形成有效的缓冲体系。
• 硫铁矿（FeS₂）和单质硫（S⁰）：作为固态硫源，其传质效率相对较低，反应速率较慢。但固态硫源具有良好的稳定性，几乎不溶于水，能够持续稳定地为反硝化过程提供电子供体，同时避免了液态硫源带来的pH值波动问题。
为什么硫自养中会大规模应用单质硫？
在实际应用中，单质硫（S⁰）被广泛用于硫自养反硝化技术，主要原因如下：
1. 无毒且稳定：单质硫是一种无毒、稳定的固态物质，几乎不溶于水，能够在较长时间内持续提供电子供体，无需频繁补充。
2. 操作简便：与液态硫源相比，单质硫无需复杂的投加设备和操作流程，便于储存和使用，降低了运行成本和操作难度。
3. 微生物载体功能：单质硫颗粒可以作为微生物的附着载体，为硫氧化细菌提供良好的栖息环境，促进微生物的生长和代谢活动，进一步提高反硝化效率。
4. 避免pH值波动：液态硫源（如硫化钠、硫代硫酸钠）在反应过程中会快速释放电子，导致局部酸化，对出水pH值产生较大影响。而单质硫的反应速率相对较慢，能够避免这种pH值的剧烈波动，确保反硝化过程的稳定进行。
综上所述，单质硫因其稳定性、操作便利性、微生物载体功能以及对pH值的温和影响，成为硫自养反硝化技术中最为常用的硫源之一。
