中国报告大厅网讯，精对苯二甲酸(PTA)作为石油化工领域的关键产品，在纺织、包装等多个行业中应用广泛。但PTA行业生产过程会伴随大量高难度降解的有机废水产生，这类废水中含有乙酸、苯甲酸、对苯二甲酸等多种生物降解性差的污染物，若处理不当将严重威胁生态环境与人体健康。当前，PTA 废水处理多依赖物理法与化学法，物理法存在吸附材料易堵塞、膜分离能耗高且易污染等问题，化学法则面临污泥处理难、化学品消耗大的困境。在此背景下，生物法因耗能低、成本少、绿色环保的优势，逐渐成为 PTA 废水处理的重要方向，而筛选高效降解 PTA 废水的特种微生物菌株，成为提升生物法处理效能的核心关键。以下是2025年PTA行业技术分析。

  一、PTA 废水处理实验材料与方法确定

  (一)实验材料准备

  菌株来源：从污水处理厂的活性污泥中筛选得到一株目标菌株，将其命名为菌株 H4，该菌株是后续研究 PTA 废水降解性能的核心对象。

  PTA 废水来源：实验所用 PTA 废水取自污水处理厂，经检测，原始 PTA 废水中化学需氧量(COD)浓度高达 92267mg/L，属于高浓度有机废水，具备典型的 PTA 生产废水污染特征。

  培养基配置：实验采用 LB 培养基，其中胰蛋白胨浓度为 10g・L⁻¹，NaCl 浓度为 10g・L⁻¹，酵母浸出粉浓度为 5g・L⁻¹;若需配置固体培养基，只需在上述液体培养基基础上添加 20g 琼脂粉即可。

  (二)实验方法设计

  微生物筛选、富集与分离

  菌株筛选驯化：取密度为 0.027g・mL⁻¹ 的污泥 5mL 与 5mL PTA 生产废水，共同放入 90mL LB 液体培养基中，在 30℃、150r/min 的摇床条件下震荡培养 5 天。之后按照 10% 的体积接种量，将菌液接种至新鲜液体培养基中，反复传代培养 4 次，最终获得富集的 PTA 生产废水降解菌菌液。

  菌株分离：取经过 4 次驯化培养的菌液，稀释后涂布在 pH 为 9 的碱性 LB 固体培养基平板上，置于 30℃恒温培养箱中培养 48 小时。随后挑取不同形态与颜色的单菌落，在新的碱性 LB 固体培养基平板上重复涂布培养 4 次。将分离得到的单菌落放入驯化培养基，在 30℃、100r/min 摇床中培养 7 天后，取 5mL 培养液转入新鲜驯化培养基继续培养，此分离过程重复 6 次。

  菌株纯化：将上述培养液按 10⁻¹~10⁻⁸的梯度进行稀释，然后涂布在 pH 为 9 的碱性 LB 固体培养基上，倒置培养 1~7 天，每日观察菌落生长状况，最终获得纯单菌落。将纯化后的菌种保存于 - 81℃冰箱中，以备后续实验使用。

  菌落观察：将 H4 菌株接种到培养基上，在 30℃恒温环境下培养 24 小时，通过肉眼观察与形态分析，记录菌株菌落的具体特征，为后续菌株鉴定提供基础依据。

  微生物菌株鉴定：采用 16S rDNA PCR 扩增与序列测定的方法对菌株进行鉴定。PCR 反应体系中，模板(基因组 DNA 20-50ng/μL)添加量为 0.5μL，10×Buffer(含 Mg²⁺)为 2.5μL，dNTP(各 2.5mM)为 1.0μL，酶为 0.2μL，F(10uM)与 R(10uM)各 0.5μL，加双蒸 H₂O 至总体积 25.0μL。PCR 循环条件设置为：94℃预变性 4 分钟;之后进行 30 个循环，每个循环包括 94℃变性 45 秒、55℃退火 45 秒、72℃延伸 1 分钟;最后 72℃修复延伸 10 分钟，4℃条件下终止反应。通过 NCBI 数据库的 BLAST 工具进行 16S rRNA 序列比对，选取同源性较高的参考菌株，使用 MEGA 软件基于邻接法构建系统发育树，结合生理生化实验结果完成菌株鉴定。

  培养条件优化：通过单因素变量法，分别对 pH 值、温度、转速三个关键培养条件进行优化。在 pH 值优化实验中，将 H4 菌以 5% 的体积接种量接种到 100mL LB 液体培养基，初始 pH 分别设置为 7、9、11，在 30℃、100rmp 条件下震荡培养 60 小时，测定不同 pH 下菌液的 OD₆₀₀值;温度优化实验中，初始温度分别设置为 25℃、30℃、35℃、40℃，保持 pH 为 9、转速为 100rpm，同样培养 60 小时并测定 OD₆₀₀值;转速优化实验中，转速分别设置为 0rpm、100rpm、150rpm、180rpm，保持 pH 为 9、温度为 35℃，培养 60 小时后测定 OD₆₀₀值，以此确定菌株的最佳生长条件。

  COD 降解率测定：将 H4 菌接种到碱性液体 LB 培养基中，培养至菌液 OD₆₀₀值达到 1.8。将培养好的菌液高速离心后倒去 LB 培养液，用灭菌后的 0.9% 生理盐水反复润洗 2~3 次，倒去液体后，将下层菌体投加到装有 100mL PTA 生产废水(原 PTA 废水稀释 100 倍)的锥形瓶中，在 35℃、150r/min 的摇床中震荡降解 72 小时。分别在 0 小时(初始样品)、24 小时、48 小时、72 小时吸取样品，将样品离心后取上清液，用 0.45μm 滤膜过滤，采用快速消解分光光度法(HJ/T 399-2007)测定 COD 含量，并按照 “COD 降解率(%)=(初始 COD 浓度 - 处理后 COD 浓度)/ 初始 COD 浓度 ×100%” 的公式计算降解率。同时，设置不同菌液量(40mL、60mL、80mL、100mL)的实验组，探究菌液浓度对 PTA 废水 COD 降解效率的影响。

  二、PTA 废水降解菌株鉴定与生长条件优化结果

  (一)菌株筛选与菌落特征

  《2025-2030年全球及中国PTA行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出，经过筛选、富集、分离与纯化，从污泥中成功获得一株可降解 PTA 废水 COD 的菌株 H4。将该菌株接种到 LB 固体培养基上，在 30℃恒温培养 2 天后观察，发现其菌落呈圆形，颜色浅白，中部凸起，质地柔软且易于挑取，在 PTA 生产废水环境中能够正常存活，具备降解 PTA 废水有机污染物的基础条件。

  (二)H4 菌株鉴定结果

  通过 16S rDNA 序列比对与系统发育树分析，H4 菌株与克罗诺杆菌(Cronobacter malonaticus)处于同一分支，两者相似性较高，进化关系可信度超过 90%。结合生理生化实验结果，最终确定 H4 菌株属于克罗诺杆菌属(Cronobacter malonaticus)，该菌株的明确鉴定为后续 PTA 废水降解研究提供了微生物学基础。

  (三)H4 菌株生长条件优化结果

  pH 值优化：在 pH 分别为 7、9、11 的条件下，H4 菌株的 OD₆₀₀值均呈现先上升至峰值后趋于平稳并下降的趋势。其中，pH 为 9 时，菌株在 12 小时 OD₆₀₀值即达到 0.8，且最大值达到 2.2，明显高于 pH 为 7(18 小时达到 0.8，最大值不足 2.0)与 pH 为 11(24 小时达到 0.8，60 小时最大值为 1.6)的情况。由此可知，pH 为 9 是 H4 菌株生长的最佳 pH 条件，在此条件下菌株能更早进入生长对数期，生长状态更佳。

  温度优化：H4 菌株在 25℃~40℃范围内均能存活，但生长状况存在显著差异。25℃时菌株生长缓慢，曲线呈平稳上升趋势;30℃时生长速度加快，曲线上升更陡峭;35℃时生长速度最快，曲线呈明显加速增长，能较早进入生长对数期，生长状态最优;40℃时生长速度放缓，增长趋于平稳，高温对菌株生长产生一定抑制作用。因此，35℃是 H4 菌株的最适生长温度。

  转速优化：当转速为 150rpm 时，H4 菌株的 OD₆₀₀值逐步升高并趋于稳定，在 48 小时达到最大值 2.0 左右;而转速为 100rpm 与 180rpm 时，OD₆₀₀值的最大值与增长趋势均低于 150rpm。这表明转速过低或过高都会对菌株初始生长繁殖产生不利影响，150rpm 是 H4 菌株生长的最佳转速。

  三、H4 菌株降解 PTA 废水 COD 性能分析

  在 pH 为 9、温度为 35℃、转速为 150rpm 的最佳生长条件下，探究不同浓度 H4 菌液对 PTA 废水 COD 的降解效果。结果显示，随着培养时间的延长，40mL、60mL、80mL、100mL 四种浓度菌液离心得到的菌体，对 PTA 废水均有不同程度的降解作用。其中，80mL 浓度菌液离心后的菌体降解效果最为显著，培养至 72 小时时，处理后的 PTA 废水 COD 浓度降至 219.33mg/L，COD 降解率达到 76.73%，明显高于其他浓度菌液的降解效率。而 100mL 高浓度菌液处理 PTA 废水的效能反而下降，推测原因是高浓度菌株会产生更多胞外聚合物，进而影响其对 PTA 废水中有机污染物的降解能力。

  四、全篇总结

  本研究围绕PTA行业废水的高效生物处理展开，从污水处理厂活性污泥中筛选、分离并纯化得到一株可降解 PTA 废水 COD 的 H4 菌株。通过 16S rDNA 鉴定与生理生化实验，确定该菌株为克罗诺杆菌(Cronobacter malonaticus)，其菌落呈圆形、浅白色、中部凸起且质地柔软，可在 PTA 废水环境中存活。经单因素优化实验，明确 H4 菌株的最佳生长条件为 pH 9、温度 35℃、转速 150rpm，在此条件下，80mL 浓度菌液对 PTA 废水的 COD 降解率最高可达 76.73%。该研究结果不仅丰富了 PTA 废水生物处理的微生物资源，也为后续 PTA 废水的高效、绿色处理技术研发与实际应用提供了关键的数据支撑与理论依据，对推动 PTA 行业的环保发展具有重要意义。