生物制剂是以硫杆菌为主的复合特异功能菌群在非平衡生长（缺乏氮、氧、磷、硫）条件下大规模培养形成的代谢产物与某种无机化合物复配，形成的一种带有大量羟基、巯基、羧基、氨基等功能基团的聚合物，使用过程无需进行分离纯化，也不需外加营养源。生物制剂在低 pH 条件下呈胶体粒子状态存在，富含的多功能基团，可与Cu2+，Pb2+，Zn2+，Hg2+，Cd2+ 等重金属离子成键形成生物配合体。生物制剂在pH 3-4时开始水解，诱导生物配位体形成的“胶团”长大，并形成溶度积非常小的、含有多种元素的非晶态的化合物，从而使重金属离子高效脱除。同时协同脱钙，调整废水水质，使净化水中钙离子稳定低于50 mg/L，净化水可全面回用于冶炼企业,实现重金属离子（铜、铅、锌、镉、砷、汞等）和钙离子的同时高效净化，净化水中各重金属离子浓度远低于《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)，能够直接回用，水解渣通过压滤机压滤后可以作为冶炼的原来对其中的有价金属进行回收，达到重金属“零排放”的目的。

抗重金属冲击负荷强，净化高效，运行稳定，对于浓度波动很大且无规律的废水，经新工艺处理后净化水中重金属低于或接近《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020-93）；
废水中钙离子可控脱除，效果明显，可控到50mg/L以下，净化水回用率95%以上；
净化水COD、SS达到一级排放标准；
渣水分离效果好，出水清澈，水质稳定；

长沙赛恩斯环保科技有限公司与中南大学共同开发了深度净化多金属离子的复合配位体水处理剂-生物制剂，解决了目前化学药剂难以同时深度净化多金属离子的缺陷。生物制剂是以硫杆菌为主的复合功能菌群代谢产物与其它化合物进行组分设计，通过基团嫁接技术制备了含有大量羟基、巯基、羧基、氨基等功能基团组的生物制剂。并成功实现了产业化。

基于各基团与重金属配合能力强弱的相关判据，通过对分子键能的判断即配合物分子的稳定化能越高其配位体基团与重金属配合的能力越强，确定了不同金属离子的最适配位体基团。针对现有水处理剂存在基团单一、对重金属去除的选择性及协同作用不强、难以实现深度净化的不足；而细菌代谢产物所含基团的种类和数量毕竟有限， 通过引入有利于去除重金属的各种基团，可实现废水中多种重金属离子的同时深度脱除。

多基团协同作用对各重金属离子的去除率明显高于单一基团， 说明多基团的协同作用在深度净化多金属废水的过程中发挥了重要作用。酯基、巯基与重金属离子（以Cu2+为例）协同配合时，形成了更加稳定的环状化合物，其稳定化能为 6.96eV，比酯基、巯基单独与其配合的稳定化能（0.27和0.90eV）高7-25倍，由此揭示了多基团的协同配合优于单一基团的配合作用机制。同时开发了“生物制剂配合-水解-脱钙-絮凝分离”一体化新工艺和相应设备，冶炼重金属废水通过生物制剂多基团的协同配合，形成稳定的重金属配合物，用碱调节pH值，并协同脱钙；由于生物制剂同时兼有高效絮凝作用，当重金属配合物水解形成颗粒后很快絮凝形成胶团，实现重金属离子（铜、铅、锌、镉、砷、汞等）和钙离子的同时高效净化。净化水重金属离子浓度远低于《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)，钙离子可控脱除至50 mg/L以下。

水解渣量比中和法少，重金属含量高，利于资源化；
对于100-300mg/L重金属废水，生物制剂投加成本0.3-0.8元/m3；
处理设施均为常规设施，占地面积小，投资建设成本低，工艺成熟。对于现有石灰中和法处理系统只需增加生物制剂的贮备槽和药剂投加泵等系统，改造费用低。

技术可用于有色重金属冶炼废水、有色金属压延加工废水、矿山酸性重金属废水、电镀、化工等行业的重金属废水处理，矿山采矿废水的治理和回用、选矿废水治理和回用、尾矿库废水的治理和回用等。

该技术被《环保技术国际智汇平台百强技术竞赛入选技术名录》收录

案例名称：14400 m3/d重金属废水生物制剂法处理与回用技术示范工程

案例概述：该项目工程地址为湖南省株洲市石峰区清水塘株洲冶炼集团股份有限公司，公司总废水采用重金属废水生物制剂法处理与回用技术，工程规模为14400 m3/d。投运时间为2009年9月，通过不断的完善调试，效果良好，出水汞、镉、砷、铜、铅、锌等重金属达到《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020-93），Ca2+浓度低于50 mg/L，废水回用率大于95%，废水中金属回收率99%以上，运行结果表明重金属废水生物制剂深度处理与回用新工艺技术可靠、处理效率高，成本低、效益好，技术先进。该项目于2009年9月进行验收，本项目从投运开始至今一直正常稳定运行，处理效果优越，实现了净化水的全面回用与重金属冶炼废水的零排放。