工業污水高氨氮的“克星”們：從化學藥劑到生物黑科技

來源：凡清

時間：2025-7-5

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一滴高氨氮污水，足以讓數十升水體富營養化，而工業廢水中氨氮濃度常超自然水體數百倍。

氨氮（NH?-N）——工業污水中最常見的污染物之一，卻是水生態環境的“隱形殺手”。當氨氮超標時，會引發水體富營養化，導致藻類瘋長，水中溶解氧急劇下降，造成魚類死亡和生態系統崩潰。

工業廢水中的氨氮來源廣泛，化肥廠、煤化工、紡織印染、水性涂料生產等過程都會產生高氨氮廢水，濃度往往達到上千毫克/升。

一、化學利劍：氨氮去除劑

面對氨氮污染，最直接的手段是使用氨氮去除劑。這類化學藥劑通過與氨氮發生反應，實現快速去除：

1. 化學沉淀劑：如石灰、鐵鹽等，能與氨氮形成磷酸銨鎂等不溶性沉淀物，適用于高濃度氨氮廢水；

2. 氧化型藥劑：次氯酸鈉等可氧化分解氨氮分子；

3. 專用去除劑：如倍凈師氨氮去除劑，可直接與游離氨和銨離子反應生成氮氣，兼具脫色和降COD功能。

全球氨氮去除劑市場在2022年已達26億美元，預計2025年將增長至38億美元，中國和印度是最大消費國。化學法見效快，但藥劑消耗量大、成本高，且可能帶來二次污染。

二、生物黑科技：自然界的凈化大師

相較于化學方法，生物脫氮技術更環保經濟，已成為主流處理工藝：

1. 傳統硝化-反硝化工藝  

硝化細菌在好氧條件下將氨氮轉化為硝酸鹽，反硝化細菌在缺氧環境下再將硝酸鹽轉化為氮氣釋放。此法成熟穩定，但對溫度敏感——當水溫低于15℃時效率明顯下降，5℃時完全停止。

2. 同步硝化反硝化（SND）技術  

在同一反應器中實現同步轉化，可節省25%曝氣能耗和30%碳源需求。浙江科技學院團隊通過人工構建多細胞SND菌群，以Acinetobacter為核心的菌群B在48小時內將總氮去除率提升至75.84%，關鍵酶活性顯著增強。

3. 厭氧氨氧化（ANAMMOX）革命  

在無氧條件下，特殊細菌直接將氨氮和亞硝酸鹽轉化為氮氣，無需額外碳源，能耗降低60%。中科院團隊開發的膜強化IFAS-PN/A耦合系統，成功處理氨氮濃度高達2365 mg/L、碳氮比僅0.03的冷凝廢水，脫氮速率達1.5 kg N/(m3·d)，效率達82.3%。

三、水性涂料廢水的攻堅之戰

水性涂料廢水因含樹脂、顏料和表面活性劑，處理難度極高。創新工藝采用組合拳：

1. 專用除漆劑系統：分兩步投加，先剝離漆霧分子，再凝聚成絮狀物去除，清除率超95%；

2. 氧化吹脫：分解殺菌劑和防腐劑，為微生物處理掃清障礙；

3. 生化組合：“UASB厭氧+兼氧+接觸氧化”三級處理，徹底降解COD。

混凝氣浮-微電解-SBR組合工藝可使COD從2805.5 mg/L降至達標排放，色度去除率超83.9%。

四、未來趨勢：綠色與智能

隨著環保要求提高，氨氮處理技術正向更環保、更智能方向發展：

1. 生物技術主導：ANAMMOX和人工菌群工程化應用加速，處理效率提升74%以上；

2. 智慧水處理：實時監測與自動加藥系統逐步普及；

3. 資源回收：從廢水中回收氮磷資源的技術成為新熱點。

全球污水處理領域正掀起一場“脫氮革命”：中國科學家構建的人工SND菌群將脫氮效率提升74%；歐洲應用的ANAMMOX技術讓能耗直降60%。

      當化學藥劑的速效與生物技術的持久相遇，當自然菌群與人工合成微生物組聯手，高氨氮污水這一工業發展伴生的難題，終將在科技與自然的協同中化解。每一滴重生的清水，都在重塑工業與生態的平衡。