天津
在滨海新区的一家热电厂内，一套长约10米、高约3米的一体化净水装备不停“吞吐”着废水。每天，30吨高盐、高氨氮废水从装备一端流入，经生物菌剂处理后，出水氨氮浓度从每升400毫克降至40毫克以下，氨氮去除率超过90%。如此出色的处理效果，并非来自传统的物理化学处理方法，背后的功臣是从全国多地淤泥中筛选出的微生物“菌”团。
高盐废水处理是行业公认的“硬骨头”，其废水盐度高达3.5%，多数微生物难以存活。“目前，业界通常采用膜处理法处理这类废水，但整体运行成本较高。现有微生物净化废水的成本更低，但对盐的耐受能力普遍不强，高盐废水的微生物净化效率一直难以提升。”中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称天津工生所）副研究员黄聪说。
黄聪和团队找到了另一种解法。依托此前在全国采集的上百份土壤和水样，他们建立起包含上千株菌种的资源库，再针对高盐、高氨氮环境，对这些菌种进行反复筛选、试验，最终锁定两株核心菌种——假单胞菌和盐单胞菌，将其用于高盐废水处理。
从菌种资源库中“千里挑一”，团队前后耗费了一年多时间。“一次试验就要一周，反复驯化、反复观察、对比处理效果，经过成百上千次试错，才最终锁定这两株‘明星菌’。”黄聪介绍道，这两株菌配合默契，一株负责将氨氮转化为硝态氮，另一株负责将硝态氮转化为无害氮气，一举破解了高盐、高氨氮工业废水的处理难题。“很多菌种惧怕高盐环境，但这两株菌以氨氮为‘食’，吸纳、消化污染物，最终产出可回收的水，实现污水治理的目标。”他说。
日前，记者走进天津工生所环境与能源合成微生物组研究中心看到，团队研发人员徐冉正手持摇瓶轻轻晃动，瓶内的菌液呈均匀的悬浊状态。“这是经过多次发酵得到的菌剂，仅一毫升就含有上亿个活菌。”她介绍。
徐冉身后，零下80摄氏度的超低温冰箱里保存着上千株菌种资源。“这些冷冻菌剂，有需要时随时可以解冻复苏、放大培养。”她告诉记者，“菌种库里，耐盐的、降氨氮的、脱色的、降解石油烃的……各有各的功能。有了菌种资源库，我们就能针对不同企业的废水‘对症下药’，形成独特的技术优势。”
不久前，河北秦皇岛一家污水处理厂遇到处理水量激增、污染物浓度翻倍的突发情况。原有处理工艺本就处于满负荷运行状态，再遇上突发的高负荷冲击，企业十分担心出水不达标。负责推动菌剂技术落地的合成生物国家技术创新中心（以下简称合成生物国创中心）依托中试平台的核心能力，迅速制定现场解决方案，仅用一周就生产出所需的生物菌剂并投放入厂，效果立竿见影——这家污水处理厂投放菌剂后，在水量和污染物浓度双双达到峰值的数天里，氨氮去除效率明显提升，出水持续保持达标。
在技术放大与应用开发过程中，合成生物国创中心加快推动科技创新与产业创新深度融合，构建了“菌种开发—中试放大—工艺优化—装备研制—应用测试”全链条技术体系，打造“菌种+装备”一体化应用模式，为生物法废水处理技术从实验室走向工程化、产业化提供支撑。与此同时，科研团队自主研发出即开即用的一体化装备，可应用于项目验证、工艺测试、应急服务等场景，还配套智能化操作系统，能够实现19项指标在线监测、数据远程传输与控制、数据管理与预警提示等功能。目前，该“菌种+装备”一体化应用模式已在滨海新区一家热电厂完成稳定运行测试，氨氮去除率超过90%，综合运行成本降低约20%。
合成生物国创中心相关负责人表示，这项技术解决了高盐条件下微生物降解污染物效率低、稳定性差、易受环境冲击等行业难题，可广泛应用于市政污水、工业园区污水、难降解化工废水处理及废水深度处理与回用场景。
近年来，合成生物国创中心在生物环保领域持续投入，依托天津工生所在该领域取得的系列自主创新重要突破，双方合作科研团队已完成苯酚、胺类、酮醇、烃类、呋喃等多类有毒难降解有机物的功能菌种筛选验证，后续将着力优化工艺、迭代技术，加速成果产业化进程，拓展市政、化工、医药等多场景应用。
一项菌剂技术，守护一方净水，越来越多合成生物技术正从实验室走向生产线，在京津冀落地生根。
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