La oss først beskrive et osmotisk trykkeksperiment: bruk en semipermeabel membran for å skille to saltløsninger med forskjellige konsentrasjoner. Vannmolekylene i den lavkonsentrasjonssaltløsningen vil passere gjennom den semipermeable membranen inn i den høykonsentrasjonssaltløsningen, og vannmolekylene i den høykonsentrasjonssaltløsningen vil også passere gjennom den semipermeable membranen inn i den lavkonsentrasjonssaltløsningen, men antallet er mindre, så væskenivået på saltløsningssiden vil stige. Når høydeforskjellen på væskenivåene på begge sider gir nok trykk til å hindre vannet i å strømme igjen, vil osmosen stoppe. På dette tidspunktet er trykket generert av høydeforskjellen til væskenivåene på begge sider det osmotiske trykket. Generelt sett, jo høyere saltkonsentrasjonen er, desto større blir det osmotiske trykket.
Situasjonen for mikroorganismer i saltvannsløsninger ligner på eksperimentet med osmotisk trykk. Enhetsstrukturen til mikroorganismer er celler, og celleveggen tilsvarer en semipermeabel membran. Når kloridionkonsentrasjonen er mindre enn eller lik 2000mg/L, er det osmotiske trykket som celleveggen tåler 0,5-1,0 atmosfærer. Selv om celleveggen og cytoplasmatisk membran har en viss seighet og elastisitet, vil det osmotiske trykket som celleveggen tåler ikke være større enn 5-6 atmosfærer. Når imidlertid kloridionkonsentrasjonen i den vandige løsningen er over 5000 mg/L, vil det osmotiske trykket øke til ca. 10-30 atmosfærer. Under et så høyt osmotisk trykk vil en stor mengde vannmolekyler i mikroorganismen trenge inn i den ekstrakorporale løsningen, forårsake celledehydrering og plasmolyse, og i alvorlige tilfeller vil mikroorganismen dø. I dagliglivet bruker folk salt (natriumklorid) til å sylte grønnsaker og fisk, sterilisere og konservere mat, som er anvendelsen av dette prinsippet.
Teknisk erfaring viser at når kloridionkonsentrasjonen i avløpsvann er større enn 2000mg/L, vil aktiviteten til mikroorganismer hemmes og COD-fjerningshastigheten vil synke betydelig; når kloridionkonsentrasjonen i avløpsvann er større enn 8000mg/L, vil det føre til at slamvolumet utvider seg, en stor mengde skum vil dukke opp på vannoverflaten, og mikroorganismene vil dø etter hverandre.
Etter langvarig domestisering vil imidlertid mikroorganismer gradvis tilpasse seg å vokse og reprodusere i saltvann med høy konsentrasjon. For tiden har noen mennesker tamme mikroorganismer som kan tilpasse seg kloridioner eller sulfatkonsentrasjoner over 10000mg/L. Prinsippet om osmotisk trykk forteller oss imidlertid at saltkonsentrasjonen i cellevæsken til mikroorganismer som har tilpasset seg å vokse og formere seg i saltvann med høy konsentrasjon er svært høy. Når saltkonsentrasjonen i avløpsvannet er lav eller svært lav, vil et stort antall vannmolekyler i avløpsvannet trenge inn i mikroorganismene, noe som får mikrobielle cellene til å svelle, og i alvorlige tilfeller briste og dø. Derfor krever mikroorganismer som har vært domestisert i lang tid og gradvis kan tilpasse seg å vokse og formere seg i høykonsentrasjonssaltvann at saltkonsentrasjonen i det biokjemiske tilløpet alltid holdes på et ganske høyt nivå, og kan ikke svinge, ellers vil mikroorganismene dø i store mengder.
Innleggstid: 28. februar 2025