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《水体生态修复用生物蜡》

编制说明

一、项目背景

水体富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现

象。在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、

海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，破坏了水体的生态平衡，

水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。水中氮磷的治

理已成为水污染防治中最亟待解决的问题之一。当前，水中氮磷治理的主要方法

包括物理法、化学法和生物法。物理法包括换水法、沉淀通气法、过滤法、清淤

法、吸附法和磁分离方法等；化学方法包括絮凝法、中和法、络合法和氧化还原

法等；生物修复主要包括原位修复和异位修复，指在富营养化水体中人工增加有

益动植物而实现净水的方法。微生物生态修复是生物修复中的一种，相对于物理

法和化学法，微生物生态修复是指增加富营养化水体中有益微生物的量，通过

有益微生物生长和繁殖，达到脱氮除磷的作用，以减少或消除水体污染，促进水

域生态功能恢复的方法，该方法具有处理效果显著、环保且无二次污染、处理费

用低等优点，受到越来越多的关注和青睐。

在微生物净水方法中，作为整个生态系统中的分解者，微生物对水中氮磷的

去除和循环起着至关重要的作用，光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、乳酸菌、

酵母菌、枯草芽孢杆菌、放线菌、醋酸菌、聚磷菌等微生物能将水中的氨氮、亚

硝基氮、硝酸盐和有机氮等通过硝化和反硝化过程最终分解成水、二氧化碳和氮

气从水体中溢出重新进入生态系统，从而降低水中的氮含量；而微生物繁殖和生

长过程中需要吸收磷以满足生理需要，通过对磷的吸收和转化，从而降低水中的

磷含量，最终消除水体的富营养化，恢复水体中的生态平衡。在微生物脱氮除磷

过程中，首先微生物的繁殖和生长需要消耗大量的有机碳源作为能量以维持其活

性，其次在反硝化过程中也需要消耗一定浓度的有机碳源作为电子供体。但是，

在富营养化的水体中由于藻类光合作用会消耗水体中大量的碳酸氢离子，导致

碳源不足，微生物很难大量繁殖和生长。

具有单一分子式和分子结构的、且易被微生物利用的有机化合物，包括甲醇、

乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇、丁醇、戊醇等小分子醇类，甲酸、乙酸、

丙酸、乳酸、丁酸、乙酸盐、柠檬酸、柠檬酸盐等小分子有机酸和有机盐类，葡

萄糖、果糖、蔗糖等糖类物质，单一或者其中组合是目前市场上应用的主要碳源

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产品。该类碳源产品在水中扩散快，与水能够互溶，很容易被微生物吸收，具有

见效时间快的优点。但是，也存在一个致命的缺陷，就是时效时间短，水体中前

期有机碳含量过大，短期内水体中的化学需氧量（COD）升高，易造成水体缺

氧，而后期水体中有机碳又过少。因此，如何为水体中的微生物提供持续稳定的

缓释碳源成为微生物净水的关键。

目前，市场上已经有部分水体微生物用缓释碳源的产品，如，郑州大学环境

技术咨询工程有限公司将醇类、有机酸、糖类等传统碳源负载在以硅酸盐水泥、

沸石粉、硅藻土和膨润土制备而成的颗粒中，形成的缓释碳源功能微生物载体。

安徽省通源环境节能股份有限公司将海藻酸钠、聚乙烯醇和硼酸钠，加上碳源组

成缓释碳源材料。日本TAKAHAMAINDUSTRYCOLTD公开了一种固体脱氮

除磷促进剂（日本专利，公开号：JP2003245690A；公开日期：2003年9月2

日），由有机物和铁粉在60℃加热混合挤压环状而得，其中有机物选自高级脂肪

酸、高级醇和石蜡中的一种，优选高级脂肪酸和高级醇，其含量为总质量的15%，

固定在铁粉中缓慢释放，主要为脱氮菌提供繁殖和生长的能量；澳大利亚海洋易

洁公司公开了一种水处理组合物（中国专利，公开号：CN105366793A；公开日

期：2016年3月2日），由处理组分和载体组成，其中处理组分是从石油获得的

液体烃或者液体烃的混合物，其含量为载体质量的0.1%~40%，主要为微生物

繁殖和生长提供能量，而载体主要包括在水中基本上不溶的任何形式的有机化合

物，包括蜡、脂肪、塑料、陶瓷和油脂或它们的混合物，主要作用是抑制处理组

分遍布水体积散布；浙江大学舟山海洋研究中心公开了一种微生物碳源缓释蜡及

其制备方法和应用（中国专利，公开号：CN112110547A，公开日期：2020年

12月22日）和一种负载有微生物碳源的多孔缓释蜡及其制备方法和应用（中国

专利，公开号：CN112174335A；公开日期：2021年1月5日）该微生物碳源

缓释蜡包括蜡