Laten we eerst een experiment met osmotische druk beschrijven: gebruik een semipermeabel membraan om twee zoutoplossingen met verschillende concentraties te scheiden. De watermoleculen van de zoutoplossing met lage concentratie zullen door het semipermeabele membraan naar de zoutoplossing met hoge concentratie stromen, en de watermoleculen van de zoutoplossing met hoge concentratie zullen ook door het semipermeabele membraan naar de zoutoplossing met lage concentratie stromen, maar dit aantal is kleiner, waardoor het vloeistofniveau aan de kant van de zoutoplossing met hoge concentratie zal stijgen. Wanneer het hoogteverschil tussen de vloeistofniveaus aan beide kanten voldoende druk creëert om te voorkomen dat het water weer stroomt, stopt de osmose. Op dat moment is de druk die wordt gegenereerd door het hoogteverschil tussen de vloeistofniveaus aan beide kanten de osmotische druk. Over het algemeen geldt: hoe hoger de zoutconcentratie, hoe hoger de osmotische druk.
De situatie van micro-organismen in zoutwateroplossingen is vergelijkbaar met het experiment met osmotische druk. De eenheidsstructuur van micro-organismen is cellen, en de celwand is equivalent aan een semi-permeabel membraan. Wanneer de concentratie chloride-ionen kleiner of gelijk is aan 2000 mg/l, bedraagt de osmotische druk die de celwand kan weerstaan 0,5-1,0 atmosfeer. Zelfs als de celwand en het cytoplasmatisch membraan een bepaalde taaiheid en elasticiteit hebben, zal de osmotische druk die de celwand kan weerstaan niet groter zijn dan 5-6 atmosfeer. Wanneer de concentratie chloride-ionen in de waterige oplossing echter hoger is dan 5000 mg/l, zal de osmotische druk toenemen tot ongeveer 10-30 atmosfeer. Onder een dergelijke hoge osmotische druk zal een grote hoeveelheid watermoleculen in het micro-organisme in de extracorporale oplossing doordringen, wat leidt tot celdehydratie en plasmolyse, en in ernstige gevallen zal het micro-organisme sterven. In het dagelijks leven gebruiken mensen zout (natriumchloride) om groenten en vis in te maken, om voedsel te steriliseren en te conserveren. Dit principe wordt in de praktijk toegepast.
Gegevens uit technische ervaring laten zien dat wanneer de concentratie chloride-ionen in afvalwater hoger is dan 2000 mg/l, de activiteit van micro-organismen wordt geremd en het COD-verwijderingspercentage aanzienlijk daalt. Wanneer de concentratie chloride-ionen in afvalwater hoger is dan 8000 mg/l, zal het slibvolume uitzetten, zal er veel schuim op het wateroppervlak verschijnen en zullen de micro-organismen één voor één afsterven.
Na langdurige domesticatie zullen micro-organismen zich echter geleidelijk aanpassen aan groei en voortplanting in zout water met een hoge concentratie. Momenteel hebben sommige mensen micro-organismen gedomesticeerd die zich kunnen aanpassen aan chloride-ionen- of sulfaatconcentraties boven 10.000 mg/l. Het principe van osmotische druk vertelt ons echter dat de zoutconcentratie in de celvloeistof van micro-organismen die zich hebben aangepast aan groei en voortplanting in zout water met een hoge concentratie zeer hoog is. Zodra de zoutconcentratie in het afvalwater laag of zeer laag is, zal een groot aantal watermoleculen in het afvalwater de micro-organismen binnendringen, waardoor de microbiële cellen opzwellen en in ernstige gevallen scheuren en afsterven. Daarom vereisen micro-organismen die lange tijd gedomesticeerd zijn en zich geleidelijk kunnen aanpassen aan groei en voortplanting in zout water met een hoge concentratie, dat de zoutconcentratie in het biochemische influent altijd op een redelijk hoog niveau wordt gehouden en niet mag fluctueren, anders zullen de micro-organismen in grote aantallen sterven.
Plaatsingstijd: 28-02-2025