Lad os først beskrive et osmotisk trykeksperiment: Brug en semipermeabel membran til at adskille to saltopløsninger med forskellige koncentrationer. Vandmolekylerne i den lavkoncentrerede saltopløsning vil passere gennem den semipermeable membran ind i den højkoncentrerede saltopløsning, og vandmolekylerne i den højkoncentrerede saltopløsning vil også passere gennem den semipermeable membran ind i den lavkoncentrerede saltopløsning, men antallet er mindre, så væskeniveauet på den højkoncentrerede saltopløsningsside vil stige. Når højdeforskellen på væskeniveauerne på begge sider giver tilstrækkeligt tryk til at forhindre vandet i at strømme igen, stopper osmosen. På dette tidspunkt er trykket, der genereres af højdeforskellen af væskeniveauerne på begge sider, det osmotiske tryk. Generelt gælder det, at jo højere saltkoncentrationen er, jo større er det osmotiske tryk.
Situationen for mikroorganismer i saltvandsopløsninger svarer til eksperimentet med osmotisk tryk. Enhedsstrukturen af mikroorganismer er celler, og cellevæggen svarer til en semipermeabel membran. Når chloridionkoncentrationen er mindre end eller lig med 2000mg/L, er det osmotiske tryk, som cellevæggen kan modstå, 0,5-1,0 atmosfærer. Selvom cellevæggen og cytoplasmatisk membran har en vis sejhed og elasticitet, vil det osmotiske tryk, som cellevæggen kan modstå, ikke være større end 5-6 atmosfærer. Men når chloridionkoncentrationen i den vandige opløsning er over 5000 mg/L, vil det osmotiske tryk stige til omkring 10-30 atmosfærer. Under så højt et osmotisk tryk vil en stor mængde vandmolekyler i mikroorganismen trænge ind i den ekstrakorporale opløsning, hvilket forårsager celledehydrering og plasmolyse, og i alvorlige tilfælde vil mikroorganismen dø. I dagligdagen bruger folk salt (natriumklorid) til at sylte grøntsager og fisk, sterilisere og konservere mad, hvilket er anvendelsen af dette princip.
Teknisk erfaring viser, at når chloridionkoncentrationen i spildevand er større end 2000mg/L, vil aktiviteten af mikroorganismer blive hæmmet, og COD-fjernelseshastigheden vil falde betydeligt; når chloridionkoncentrationen i spildevandet er større end 8000mg/L, vil det få slamvolumenet til at udvide sig, der vil komme en stor mængde skum på vandoverfladen, og mikroorganismerne dør en efter en.
Efter langvarig domesticering vil mikroorganismer dog gradvist tilpasse sig til at vokse og formere sig i saltvand med høj koncentration. På nuværende tidspunkt har nogle mennesker tamme mikroorganismer, der kan tilpasse sig chloridion- eller sulfatkoncentrationer over 10000mg/L. Princippet om osmotisk tryk fortæller os dog, at saltkoncentrationen i cellevæsken fra mikroorganismer, der har tilpasset sig at vokse og formere sig i saltvand med høj koncentration, er meget høj. Når saltkoncentrationen i spildevandet er lav eller meget lav, vil et stort antal vandmolekyler i spildevandet trænge ind i mikroorganismerne, hvilket får mikrobielle celler til at svulme op og i alvorlige tilfælde briste og dø. Derfor kræver mikroorganismer, der har været domesticeret i lang tid og gradvist kan tilpasse sig at vokse og formere sig i højkoncentreret saltvand, at saltkoncentrationen i det biokemiske indløb altid holdes på et ret højt niveau, og kan ikke svinge, ellers vil mikroorganismerne dø i stort antal.
Indlægstid: 28. februar 2025