氧化铁红是几乎不退色中国红的主要无机颜料，氧化铁红的生产也是传统的化工原料生产，主要利用废铁皮为原料，是一个废品综合利用的工业，我国的氧化铁红的产量占全世界大约70%，不少国外大的化工原料公司，也是从我国进口氧化铁红原料，再根据自己产品的要求，进行二次加工后用自己的品牌销售。由于该行业与资源回收相关，且涉及化工生产过程，应朋友之邀，在2003年我参加建设广东一家氧化铁红厂。

氧化铁红厂在生产过程中要使用硝酸，做铁红晶种时使用硝酸，且要用硝酸与废铁皮反应，生成硝酸亚铁作为中间产品。介入了这个行业才知道，这行业当时的污染还是相当严重的。做晶种时会产生氮氧化物的“黄烟”，想不到虽然铁红厂没有使用氨氮，但生产过程中居然排放出大量含高浓度氨氮的废水。混酸红工艺是我国开发的一种相对成本比较低廉的氧化铁红生产工艺，既照顾到铁红的品质，又兼顾了铁红的生产成本，但这种工艺生产的铁红废水，不仅含大量的氨氮，而且还含有大量的硫酸根。为了解决氧化铁红的废水污染问题，也曾花了不少功夫研究。如用硫酸晶种代替硝酸晶种，用氢氧化铁的初沉污泥做晶种，来减少晶种制作过程的污染。为探索氧化铁红生产过程中氨氮的来源机制，申请了国家自然科学基金，硝酸法氧化铁红生产过程中氮元素的形态转变机制及污染控制研究（21646008）并获得了资助，从原理上搞清楚了，氨氮的来源是在酸性条件下铁还原了硝酸根产生的。虽然研究也揭示了提高pH值能减少氨氮的形成，但提高pH值又使整个系统的产率降低。铁红厂的废水，几乎不含有机碳源，传统的生化处理工艺是硝化反硝化，先将氨氮在好氧生化作用下，氧化为硝酸根，再在厌氧条件下，通过碳源将硝酸根转化为氮气。这个过程不仅消耗大量的碳源，产生大量的二氧化碳，在厌氧且存在大量碳源的条件下，硫酸盐还原菌也会滋生，从而将硫酸根还原为有恶臭且有毒的硫化氢。故该废水的硝化反硝化脱氨，不仅投加大量碳源导致处理成本高昂，而且防止硫酸盐还原菌的滋生是另一个头痛的问题。虽然国内有些氧化铁红生产厂采用吹脱的方法来处理废水中的氨氮问题，但我知道，吹脱法处理工艺，绝大都数是将水中的氨氮吹脱到空气中的污染物转移的处理方法，真正能将水中的氨氮，吹脱出来，通过硫酸吸收，再制成硫酸铵副产品的铁红厂极少。因为这样做，废水处理操作过程复杂，运行成本极高。其实要判别他们是否在环保上做假也相当容易，只要看他们有没有真正生产出硫酸铵的副产品，若没有硫酸铵的副产品，毫无疑问，用吹脱法肯定存在污染物偷排行为。

氧化铁红高氨氮废水的污染问题是氧化铁红行业的痛点，为解决这个废水问题，也是驱动我们研究厌氧氨氧化工艺的主要驱动力之一。由于厌氧氨氧化脱氮过程不需要投加碳源，也就免除了硫酸盐还原菌的干扰问题。当我们在2016年偶然发现沸石能促进氨氮废水的亚硝化后，课题组的研究方向聚焦为如何进行低碳节能的生物脱氮。

2017年在实验室开展了厌氧氨氧化的工艺研究，2018年我们将实验室的小试，扩大到氧化铁红厂的现场中试，并让一位博士生作为其博士研究论文开展相关的研究，中试取得圆满的结果，以这项研究课题做博士论文的博士生也顺利毕业。但由于高铁的建设，原铁红厂必须搬迁，故氧化铁红厂高氨氮废水处理工程项目也就难以马上实施。

2019年底全国氧化铁红产业协会在浙江宁波召开会议，德国朗盛在我国投资的氧化铁红生产企业也在宁波，会议安排了去朗盛参观他们的废水处理系统。看了德国朗盛公司的高氨氮废水处理系统，他们就采用传统的硝化反硝化工艺，该工艺为了脱除水中的氮，废水处理厂建设了甲醇储罐，通过投加大量的甲醇反硝化脱氮，为了防止硫酸盐还原菌的滋生，在厌氧反硝化池采用了比较精准的时间控制，另外，在生产工艺上，也减少了硫酸亚铁的投入，从而降低废水中的硫酸根的浓度，所有这些措施都大幅度地提高了氧化铁红的生产成本与废水的处理成本。在这次会议上，我们隆重将开发的厌氧氨氧化工艺应用于氧化铁红高氨氮废水的处理技术在会议上做了专题介绍。通过厌氧氨氧化工艺与硝化反硝化工艺的对比，说明厌氧氨氧化的好处，它不仅控制容易，处理过程几乎不需要碳源的投加，还能大幅降低高氨氮废水的处理成本。虽然大家都觉得这是一个好的新的处理技术，但谁都不想做第一个吃螃蟹的人，参加这次会议，也就只能得到只有雷声没有下雨的结果。

广东氧化铁红新厂的建设到2021年最终选址终于确定，该项目在项目规划阶段从环境影响评价我们就开始介入，最难的废水处理部分，由我们主导写进我们开发的厌氧氨氧化工艺。为了通过环境影响评价，我给项目评审专家做了详细的废水处理工艺介绍。

项目从土地平整，新的废水处理工程与生产系统同步建设并同步投产。由于微生物生长的客观规律，新型厌氧氨氧化废水处理系统的处理能力也是慢慢增长，一方面我们准备了大量的红菌用于启动这个系统，另一方面，新厂的生产计划，也与我们的环保设施的处理能力相协调。总体上来讲，项目的进展还算顺利，废水处理系统进入调试的二个月后，就可以将生产系统所产生的所有污水，都经废水处理站处理后达标排放。当然，在这个过程中也出现一些意外的情况，如原来的铁红厂没有考虑在生产过程中氮氧化物的废气处理问题，新厂的建设全面考虑了这些废气收集处理，设计了用碱吸收这些氮氧化物的处理装置，而这些装置排出的含有大量亚硝酸根的废水，也排入我们的废水处理系统。亚硝酸根虽然是厌氧氨氧化工艺的原料或重要的中间体，但它同时毒性也比较大，浓度的大幅波动也会引起生化处理效率的急剧下降，这是废水处理厂设计之初没有考虑到的。还好，根据工厂现场情况，对现有的工艺流程进行了适当调整，成功地解决了这个问题。真正做到大幅降低了废水处理成本，使中国的产品价廉物美，不是靠牺牲环境，而是靠采用新技术获得的。

一个生产系统一定有很多工艺能不断改进，能不断提高企业的清洁生产水平，尽量减少各种污染的发生。依托于企业的废水处理站，其水处理工艺也有许多能不断改进的地方，今年准备再安排一位工程博士，将中试的实验装置建设在工厂，做好这一块的“产学研”协作，同时也完成博士研究论文，努力做到将论文写在祖国的大地上。

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