Opišimo najprije pokus s osmotskim tlakom: upotrijebite polupropusnu membranu za odvajanje dviju otopina soli različitih koncentracija. Molekule vode iz otopine soli niske koncentracije proći će kroz polupropusnu membranu u otopinu soli visoke koncentracije, a molekule vode iz otopine soli visoke koncentracije također će proći kroz polupropusnu membranu u otopinu soli niske koncentracije, ali broj je manji, pa će razina tekućine na strani otopine soli visoke koncentracije porasti. Kada visinska razlika u razinama tekućine s obje strane proizvede dovoljan pritisak da spriječi ponovni protok vode, osmoza će prestati. U to vrijeme, tlak koji stvara razlika u visini razina tekućine s obje strane je osmotski tlak. Općenito govoreći, što je veća koncentracija soli, to je veći osmotski tlak.
Situacija mikroorganizama u otopinama slane vode slična je eksperimentu s osmotskim tlakom. Jedinična struktura mikroorganizama su stanice, a stanična stijenka je ekvivalentna polupropusnoj membrani. Kada je koncentracija kloridnih iona manja ili jednaka 2000 mg/L, osmotski tlak koji stanična stijenka može izdržati je 0,5-1,0 atmosfera. Čak i ako stanična stijenka i citoplazmatska membrana imaju određenu žilavost i elastičnost, osmotski tlak koji stanična stijenka može izdržati neće biti veći od 5-6 atmosfera. Međutim, kada je koncentracija kloridnih iona u vodenoj otopini iznad 5000 mg/L, osmotski tlak će porasti na oko 10-30 atmosfera. Pod tako visokim osmotskim tlakom, velika količina molekula vode u mikroorganizmu će prodrijeti u izvantjelesnu otopinu, uzrokujući dehidraciju stanice i plazmolizu, au težim slučajevima dolazi do smrti mikroorganizma. U svakodnevnom životu ljudi koriste sol (natrijev klorid) za kiseljenje povrća i ribe, sterilizaciju i konzerviranje hrane, što je primjena ovog principa.
Podaci o inženjerskom iskustvu pokazuju da kada je koncentracija kloridnih iona u otpadnoj vodi veća od 2000 mg/L, aktivnost mikroorganizama će biti inhibirana i stopa uklanjanja KPK značajno će pasti; kada je koncentracija kloridnih iona u otpadnoj vodi veća od 8000 mg/L, to će uzrokovati širenje volumena mulja, velika količina pjene će se pojaviti na površini vode, a mikroorganizmi će umrijeti jedan za drugim.
Međutim, nakon dugotrajne pripitomljavanja, mikroorganizmi će se postupno prilagoditi rastu i razmnožavanju u slanoj vodi visoke koncentracije. Trenutačno neki ljudi imaju domaće mikroorganizme koji se mogu prilagoditi koncentracijama kloridnih iona ili sulfata iznad 10000 mg/L. Međutim, princip osmotskog tlaka nam govori da je koncentracija soli u staničnoj tekućini mikroorganizama koji su se prilagodili rastu i razmnožavanju u slanoj vodi visoke koncentracije vrlo visoka. Nakon što je koncentracija soli u otpadnoj vodi niska ili vrlo niska, veliki broj molekula vode u otpadnoj vodi će prodrijeti u mikroorganizme, uzrokujući bubrenje mikrobnih stanica, au teškim slučajevima, pucanje i umiranje. Stoga mikroorganizmi koji su dugo pripitomljeni i koji se mogu postupno prilagoditi rastu i razmnožavanju u slanoj vodi visoke koncentracije zahtijevaju da se koncentracija soli u biokemijskom protoku uvijek održava na prilično visokoj razini i ne smije fluktuirati, inače će mikroorganizmi umrijeti u velikom broju.
Vrijeme objave: 28. veljače-2025