硝酸盐是污水处理中最常见无机氮,硝酸盐的去除通常依赖异养反硝化,但污水厂进水中有机物常常不能满足异养反硝化所需,额外投加有机碳源造成能源消耗。污水中硫的最主要形态是硫酸盐和硫化物,厌氧条件下硫酸盐还原菌（Sulfate-Reducing Bacteria,SRB）将硫酸盐还原为硫化物,硫化物在硫氧化菌（Sulfur-Oxidizing Bacteria,SOB）参与下重新生成硫酸盐,这一循环过程提升了脱氮效果。SRB和SOB均在微生物燃料电池（Microbial Fuel Cells,MFC）中检测到,说明硫循环过程也可能在MFC中存在。本研究构建6组硫元素总量一定,但初始形态不同的单室空气阴极MFC,并设置无硫对照组,探究MFC中是否存在以硫循环为介导的脱氮过程,探索MFC中C、N、S元素转化途径以及含硫电化学过程的微生物群落结构体系,阐明微生物燃料电池的脱氮过程与硫循环之间的联系。主要研究成果如下:（1）闭路运行期间,各组MFC的COD平均出水浓度为40.81～59.5mg·L-1,去除率均达到75%以上,不含硫元素的MFC中COD去除率与含硫元素的MFC相近,说明MFC中有无硫元素对COD去除效果没有明显影响。随着初始硫化物浓度增加,COD平均去除率呈现逐渐下降趋势,这可能是由于初始硫化物浓度高的MFC在系统运行期间处在较高浓度硫化物环境下的时间更长,微生物生长代谢受到更多抑制。硫元素的参与增加了产电时长,提升了最大功率密度,降低了内阻。硫化物参与的产电过程电子利用效率低于有机物,含硫各组MFC中库伦效率随着硫化物初始浓度的增加而明显降低。（2）周期运行中,不含硫元素的MFC中TN和NO3--N去除率分别为55.50±1.66%,和56.69±1.81%,含硫元素的6组MFC中TN和NO3--N去除率最低分别为65.18±2.66%和70.65±2.68%,仍高于不含硫元素的MFC,说明硫元素的存在提升了脱氮效果。S1-S6组TN的容积负荷为0.045～0.060kg·m-3·d-1,MFC中存在电极反硝化过程,约占反硝化整体的7.22%～9.78%。典型周期中,各组MFC中COD和NO3--N、TN的降解趋势基本一致,呈现先快后慢的特性,降解过程主要集中在0～9小时;MFC初始阶段（0～2h）反硝化过程为零级反应的反硝化过程,而后为一级反应。S2-在浓度小于24 mg·L-1时,初始反硝化速率随着S2-浓度升高而波动上升,大于24 mg·L-1时,初始反硝化速率随着S2-浓度升高而下降。（3）硫元素总量一定,但初始形态不同的6组MFC周期运行时,SO42-、S2-和S2O32-出水平均浓度分别为34.13～31.24 mg·L-1、0.94～1.62 mg·L-1、0.90～1.21mg·L-1。说明硫元素初始的形态对MFC中硫物质的最终形态没有显著影响。通过EDX能谱发现,6组含硫MFC阴阳极生物膜中硫元素占比比不含硫MFC分别增加9.41%～11.13%和4.24%～5.05%,结合阴极生物膜上Thiobacillus相对丰度高达17.09%～22.58%,说明阴极生物膜中以硫生物氧化为主的硫代谢活动活跃。硫元素初始形态如何对MFC体系的影响主要体现在前0～6h。在更换电解液初期有机物浓度较高的情况下,MFC中短暂形成了以硫循环为介导的脱氮过程,但S2-、S2O32-、SO42-、S~0等硫物质之间的转化并没有达到动态平衡。更换MFC电解液6小时后,各组MFC中S2-、S2O32-、SO42-的变化曲线高度吻合,均逐渐转化为以SO42-为主的单一形态,标志着硫循环的式微。说明本研究构建的单室MFC中存在硫循环过程,但这一循环并不稳定。（4）16S r RNA测序结果表明,硫元素相同初始形态不同对生物膜的微生物群落没有显著影响,但对微生物代谢活性有影响,使脱氮效率存在区别。6组含硫MFC的阴阳极生物膜上均存在较高丰度的硫代谢细菌,阳极生物膜上以SRB为主,主要有4种SRB:Desulfobacter、Desulfococcus、Desulfuromusa、Desulfofustis,相对丰度之和11.00%～15.27%,其中Desulfobacter在6组MFC中均是相对丰度最高的硫酸盐还原菌,阳极生物膜还存在Sulfurovum等较低丰度的SOB;阳极生物膜上以SOB为主,Thiobacillus（17.09%～22.58%）的相对丰度最高,阴极生物膜还存在Desulfobacter等较低丰度的SRB。说明阴阳极生物膜中均同时存在硫氧化和硫还原过程,在阳极中以硫酸盐还原为主,阴极中硫自养反硝化为主。