在有色采选冶生产过程中,采掘区、废石场因硫化矿物氧化淋滤产生大量酸性矿山废水（Acid mine drainage,AMD）及工业炉窑烟气湿法脱硫产生大量含硫烟气淋洗液等,具有低p H、高硫酸盐、高重金属的共性特点。传统处理多采用石灰碱中和,会产生大量含重金属硫酸钙等固体废弃物,其不仅占用大量土地、存在地下水污染等风险,还会造成有价金属及硫元素的资源浪费。硫酸盐还原菌（Sulfate-Reducing Bacteria,简称SRB）可通过生物催化还原将亚硫酸根和硫酸根等还原为硫离子,其在含硫酸盐废水处理中受到广泛关注。目前研究多以有机物（剩余污泥、农业废弃物、高浓有机废水等）作为SRB的电子供体,导致生化出水中有机物残留高,且难以实现有价金属及硫元素的有效回收;此外SRB生化活性易受酸及重金属毒性抑制。上述存在的问题限制了SRB生物技术的推广及应用。本研究采用N₂/H₂气提内循环SRB反应器处理含硫废水,以氢气作为SRB的电子供体,将废水中硫酸根生化还原为S^2-、HS^-、H₂S,并通过N₂/H₂吹脱H₂S及生化出水S^2-回流的方式,避免了SRB与重金属、强酸的直接接触,同时通过废水中重金属的硫化沉淀、SO₃^2-与S^2-的归中反应产硫,实现废水中重金属与硫的资源化回收;以气体为电子供体,生化出水中残留有机物浓度极低,可实现处理出水直接达标外排,以及烟气脱硫三废零排放。在该工艺应用于酸性矿山废水、烟气脱硫废水的处理中,针对专效菌种驯化、代谢过程行为、反应条件优化、有价金属及硫的资源回收条件等开展系列研究,取得了以下主要研究结果:（1）H₂气提内循环生物反应器中硫化物以∑S^2-为主,SO₃^2-、S₂O₃^2-含量较低难以检测到。硫平衡分析表明总S量随反应时间的增加而减少,其中未检测到的硫组分可能是S₂O₆^2-、S₂O₈^2-等。N₂/H₂气提内循环SRB反应器处理酸性矿山排水具有以下优势:反应器出水TOC≤3 mg·L^-1,其出水水质可达《污水综合排放标准》一级标准;Zn、Cu、Fe和Mn的去除率分别高于94.3%,95.2、90.7和78.3%,Cu²⁺、Zn²⁺出水浓度小于1、2 mg·L^-1;反应器中Zn和Cu可被优先且完全地去除,所得的有价金属硫化物纯度为98.23%。硫酸盐还原动力学分析表明中浓度SO₄^2-及中性p H有利于SRB的代谢生长。（2）N₂/H₂气提内循环SRB反应器中微生物以脱硫弧菌（Desulfovibrio）为主,此外,还包含假单胞菌,梭菌,甲烷菌等。脱硫弧菌,假单胞菌和梭菌之间存在一定的协作竞争关系,使出水TOC浓度较低。在H₂培养条件下,甲烷菌代谢活性低于脱硫弧菌。脱硫弧菌属利用无机营养的生物固碳机理分析可知,在无碳源投加的生物反应器中仍能检测到有机碳的存在。（3）H₂气提内循环生物反应器处理SO₂烟气的最佳p H控制在6.2-7.0之间。结合N₂/H₂气提内循环SRB反应器的优势提出一种烟气脱硫及硫回收（H₂-SRB）_（aq）-SO_2（aq）工艺,其反应过程机理及优化条件:硫磺浊度在p H=（3.34±0.11）和ORP=（-110±20）m V条件下达到最大,硫收率超过40%;p H的增加不利于硫磺的形成,近中性条件下硫磺逐渐消失;生物硫磺中含有微生物代谢产物及生物大分子物质,不仅使生物硫磺的平均粒径大于化学硫磺,还会阻碍硫晶体的生长;对比于含大量生物大分子物质的生物硫磺,（H₂-SRB）_（aq）-SO_2（aq）中生物硫磺的物理化学特性类似于化学硫磺;生物硫磺的稳定性远弱于化学硫磺,但在p H 5.1化学硫磺与生物硫磺均聚于同等不稳定值。