Låt oss först beskriva ett experiment med osmotiskt tryck: använd ett semipermeabelt membran för att separera två saltlösningar med olika koncentrationer. Vattenmolekylerna i den lågkoncentrerade saltlösningen kommer att passera genom det semipermeabla membranet in i den högkoncentrerade saltlösningen, och vattenmolekylerna i den högkoncentrerade saltlösningen kommer också att passera genom det semipermeabla membranet in i den lågkoncentrerade saltlösningen, men antalet är mindre, så vätskenivån på sidan med den högkoncentrerade saltlösningen kommer att stiga. När höjdskillnaden mellan vätskenivåerna på båda sidor producerar tillräckligt tryck för att förhindra att vattnet rinner igen, kommer osmosen att upphöra. Vid denna tidpunkt är trycket som genereras av höjdskillnaden mellan vätskenivåerna på båda sidor det osmotiska trycket. Generellt sett, ju högre saltkoncentrationen är, desto högre är det osmotiska trycket.
Situationen för mikroorganismer i saltvattenlösningar liknar experimentet med osmotiskt tryck. Enhetsstrukturen för mikroorganismer är celler, och cellväggen motsvarar ett semipermeabelt membran. När kloridjonkoncentrationen är mindre än eller lika med 2000 mg/L är det osmotiska trycket som cellväggen kan motstå 0,5-1,0 atmosfärer. Även om cellväggen och det cytoplasmiska membranet har en viss seghet och elasticitet, kommer det osmotiska trycket som cellväggen kan motstå inte att vara större än 5-6 atmosfärer. Men när kloridjonkoncentrationen i vattenlösningen är över 5000 mg/L kommer det osmotiska trycket att öka till cirka 10-30 atmosfärer. Under ett sådant högt osmotiskt tryck kommer en stor mängd vattenmolekyler i mikroorganismen att tränga in i den extrakorporeala lösningen, vilket orsakar celluttorkning och plasmolys, och i allvarliga fall kommer mikroorganismen att dö. I vardagen använder människor salt (natriumklorid) för att inlagda grönsaker och fisk, sterilisera och konservera mat, vilket är tillämpningen av denna princip.
Tekniska erfarenhetsdata visar att när kloridjonkoncentrationen i avloppsvatten är större än 2000 mg/L, hämmas mikroorganismernas aktivitet och COD-borttagningshastigheten minskar avsevärt; när kloridjonkoncentrationen i avloppsvatten är större än 8000 mg/L, kommer det att orsaka att slamvolymen expanderar, en stor mängd skum kommer att uppstå på vattenytan och mikroorganismerna kommer att dö en efter en.
Efter långvarig domesticering kommer dock mikroorganismer gradvis att anpassa sig till att växa och reproducera sig i saltvatten med hög koncentration. För närvarande har vissa människor domesticerat mikroorganismer som kan anpassa sig till kloridjon- eller sulfatkoncentrationer över 10 000 mg/L. Principen om osmotiskt tryck säger oss dock att saltkoncentrationen i cellvätskan hos mikroorganismer som har anpassat sig till att växa och reproducera sig i saltvatten med hög koncentration är mycket hög. När saltkoncentrationen i avloppsvattnet är låg eller mycket låg kommer ett stort antal vattenmolekyler i avloppsvattnet att tränga in i mikroorganismerna, vilket får mikrobiella celler att svälla och i allvarliga fall brista och dö. Därför kräver mikroorganismer som har domesticerats under lång tid och gradvis kan anpassa sig till att växa och reproducera sig i saltvatten med hög koncentration att saltkoncentrationen i det biokemiska inflödet alltid hålls på en ganska hög nivå och inte kan fluktuera, annars kommer mikroorganismerna att dö i stort antal.
Publiceringstid: 28 februari 2025