项目推介 | ‌基于人工合成菌群的废水生物处理增效技术项目

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项目介绍

（一）项目简介

本项目依托任南琪院士工作室及中国科学院天津工业生物技术研究所，面向高难度工业废水处理、污染水体修复的严峻挑战，攻克了传统生物法处理效率低、菌种流失快、对有毒难降解污染物适应性差的核心瓶颈。项目通过环境微生物组高通量智能解析--功能菌株定向分离与进化--人工合成菌群理性设计与构建的全链条创新技术，实现针对特定污染物与水质条件的“定制化”高效生物菌剂/材料的快速创制与应用。该技术彻底改变了传统依赖自然菌种、耗时漫长的生物增效模式，实现了从“微生物发现→功能改造→产品交付”数月内完成的重大突破，推动废水生物处理从“粗放式”向“精准化、智能化”升级。目前，项目已完成技术研发、中试验证，并具备规模化生产与工程应用能力。

（二）核心技术

1. 污染物高效降解菌株定向高通量分离与培养平台：从极端污染环境中快速富集、分离与评价功能微生物，拥有超2000株针对各类难降解污染物的专用菌种库。

2. 微生物代谢途径理性设计与人工合成菌群构建技术：通过基因编辑与定向进化优化降解途径，并理性设计多菌种协作体系（人工多细胞体系），提升降解效率与稳定性。

3. 智能发酵与固定化材料制备技术：具备吨级智能发酵产能，可快速生产高活性液体或干粉菌剂；采用包埋、3D打印成膜等技术制备固定化生物材料，有效防止菌种流失，提升使用寿命。

4. 场景适配的精准应用工艺包：根据客户水质（如高盐、高毒、难降解有机物）提供从菌剂定制、投加方案到工艺优化的全流程解决方案。

（三）市场应用前景

本项目产品与应用方案精准服务于环保领域的高价值市场，需求明确，增长迅速：

工业废水提质增效市场：针对石化、制药、印染、焦化、皮革等行业的废水处理系统，提供COD、氨氮、总氮及特异性有毒污染物（如卤代芳烃、抗生素）的高效降解菌剂，帮助企业在不新增构筑物的前提下，提升处理效率20-30%，降低运行成本约20%。该细分市场年规模超百亿元。

有机污染场地与土壤生物修复市场：用于历史遗留工业场地、油田、农药污染土壤的治理，通过生物修复菌剂将污染物彻底矿化，市场处于政策驱动下的高速增长期。

河湖水体净化与生态修复市场：适用于黑臭水体治理、富营养化湖泊修复及重点流域的深度净化，是“十四五”水环境治理的重点方向，市场空间巨大。

新污染物治理新兴市场：针对国家重点关注的新型污染物（如PPCPs、EDCs等），提前布局专属降解菌种与技术，占据未来技术制高点。

（四）产业化进展

技术成熟度：已完成实验室研究、中试放大及多个工程案例验证（TRL 6-7级），技术可靠，效果稳定。

产品体系：已形成污水处理系列菌剂（COD去除、氨氮去除、总氮去除、解毒菌剂）和土壤修复系列菌剂两大成熟产品线。

产能基础：拥有吨级智能发酵设备，具备百公斤级干粉、吨级液体菌剂的快速加工与供应能力，产品有效活菌数(CFU)可达50亿个/g。

商业模式：采用“定制化菌剂销售 + 工艺优化服务 + 长期运营维护”的复合模式，为客户提供持续价值。

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团队介绍

项目核心团队以任南琪院士为引领，依托中国科学院天津工业生物技术研究所的强大科研平台。团队学科背景涵盖环境工程、微生物学、合成生物学、发酵工程等，具备从基础研究、技术开发到工程应用的完整链条实施能力，是国内该领域的顶尖梯队。

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项目优势分析

1. 技术颠覆性优势：从“自然筛选”到“理性设计合成”的技术范式革新，解决了传统生物处理技术的根本性痛点，在菌群构建效率与处理效能上构筑了高技术壁垒。

2. 快速定制能力：“数月内完成从发现到应用”的周期远超传统模式，能快速响应各类突发性污染事件及客户的紧急提标改造需求。

3. 显著的处理效果与成本优势：工程应用表明，可稳定提升现有污水处理单元效率20%以上，降低企业综合运行成本，投资回报周期短。

4. 强大的菌种资源与知识产权护城河：拥有自主产权的超2000株功能菌种库及多项核心发明专利。

5. 明确的市场需求与政策契合度：技术紧密契合国家“精准治污、科学治污”及“新污染物治理”的重大战略，市场推动力强。

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合作需求

为加速该项变革性技术在全国范围的推广，创造更大的环境与商业价值，寻求以下合作：

战略融资：寻求 【800 - 1500】万元 的产业融资，主要用于扩建产能、加强市场推广团队建设及针对新兴污染物的菌种库深度开发。

工程与应用合作：欢迎与大型水务集团、环保工程公司、工业园区及大型工业企业合作，针对具体废水类型或污染场地，开展技术验证、中试及规模化工程应用。

政府与园区合作：希望与重点流域、环保产业园区所在地政府合作，申请专项示范项目，打造标杆工程，并争取产业落地政策支持。

技术授权与联合开发：面向特定区域或领域的合作伙伴，可进行技术授权。同时，欢迎与同行就特种菌剂开发进行联合研发。

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文字：中科智汇工场 产业促进中心

编辑：卢晔

审核：娄雪松

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