利用氢气作为电子供体，将硝态氮还原为氮气的过程。其原理包括以下几个步骤：

氢气供应：通过提供氢气作为电子供体，硝态氮被还原为氮气。这个过程需要有合适的氢气来源，通常是通过生物反应产生的氢气或者外部添加氢气。

生物催化：在反应器中，特定的微生物（通常是硝化细菌）利用氢气和硝态氮，通过一系列生物催化反应将硝态氮还原为氮气。

氮气释放：产生的氮气以气体形式释放到环境中，从而完成硝态氮的去除。

氢自养反硝化的细菌称为氢细菌，主要是脱氮副球菌属，该类菌以H2作为电子供体利用CO2、HCO3-等无机碳源，进行反硝化脱氮。反应方程式为：

5H2+2NO3-→N2+4H2O+2OH-H2+0.35NO3-+0.35H++0.052CO2→0.17N2+1.1H2O+0.010C5H7O2N 

优势：

高效性：氢气作为电子供体具有较高的反硝化效率，可以实现高度的氮去除率。

在以甲醇作为电子供体的异养反硝化试验组中，反硝化速率是30gNO3--N/m3·d，而以H2作为电子供体的自养反硝化试验组中，反硝化速率是18gNO3--N/m3·d），清洁无污染且剩余污泥少，反应剩余氢气易从处理后的水中除去，无二次污染也无需后续处理。

无需有机物质：与其他一些反硝化过程相比，氢自养反硝化不依赖有机物质作为电子供体，因此更适用于一些特定的废水处理场景。

劣势：

成本高：生产和提供氢气的成本相对较高，可能增加了废水处理系统的运营成本。

氢气是能溶解于水的，在标准条件下，就是所谓的一个大气压，20度时，氢气的溶解度为1.83%。利用价值较低。系统利用率30%-40%。 

系统管理要求高：氢气作为反硝化过程的电子供体，需要精确的控制和管理，以确保系统稳定运行。