Primer descrivim un experiment de pressió osmòtica: utilitzeu una membrana semipermeable per separar dues solucions salines de diferents concentracions. Les molècules d'aigua de la solució de sal de baixa concentració passaran per la membrana semipermeable a la solució de sal d'alta concentració, i les molècules d'aigua de la solució de sal d'alta concentració també passaran per la membrana semipermeable a la solució de sal de baixa concentració, però el nombre és menor, de manera que el nivell de líquid al costat de la solució de sal d'alta concentració augmentarà. Quan la diferència d'alçada dels nivells de líquid a banda i banda produeix prou pressió per evitar que l'aigua torni a fluir, l'osmosi s'aturarà. En aquest moment, la pressió generada per la diferència d'alçada dels nivells de líquid a ambdós costats és la pressió osmòtica. En termes generals, com més gran és la concentració de sal, més gran és la pressió osmòtica.
La situació dels microorganismes en solucions d'aigua salada és similar a l'experiment de pressió osmòtica. L'estructura unitària dels microorganismes són les cèl·lules, i la paret cel·lular és equivalent a una membrana semipermeable. Quan la concentració d'ions clorur és inferior o igual a 2000 mg/L, la pressió osmòtica que pot suportar la paret cel·lular és de 0,5-1,0 atmosferes. Fins i tot si la paret cel·lular i la membrana citoplasmàtica tenen una certa duresa i elasticitat, la pressió osmòtica que pot suportar la paret cel·lular no serà superior a 5-6 atmosferes. Tanmateix, quan la concentració d'ions clorur a la solució aquosa és superior a 5000 mg/L, la pressió osmòtica augmentarà fins a unes 10-30 atmosferes. Sota una pressió osmòtica tan alta, una gran quantitat de molècules d'aigua del microorganisme penetrarà a la solució extracorpòria, provocant la deshidratació cel·lular i la plasmòlisi i, en casos greus, el microorganisme morirà. A la vida diària, la gent utilitza sal (clorur de sodi) per adobar verdures i peixos, esterilitzar i conservar aliments, que és l'aplicació d'aquest principi.
Les dades de l'experiència d'enginyeria mostren que quan la concentració d'ions clorur a les aigües residuals és superior a 2000 mg/L, l'activitat dels microorganismes s'inhibirà i la taxa d'eliminació de DQO baixarà significativament; quan la concentració d'ions clorur a les aigües residuals és superior a 8000 mg/L, farà que el volum de llot s'expandeixi, apareixerà una gran quantitat d'escuma a la superfície de l'aigua i els microorganismes moriran un darrere l'altre.
Tanmateix, després de la domesticació a llarg termini, els microorganismes s'adaptaran gradualment per créixer i reproduir-se en aigua salada d'alta concentració. Actualment, algunes persones tenen microorganismes domesticats que poden adaptar-se a concentracions d'ions clorur o sulfat superiors a 10.000 mg/L. Tanmateix, el principi de pressió osmòtica ens diu que la concentració de sal del fluid cel·lular dels microorganismes que s'han adaptat a créixer i reproduir-se en aigua salada d'alta concentració és molt elevada. Una vegada que la concentració de sal a les aigües residuals és baixa o molt baixa, un gran nombre de molècules d'aigua a les aigües residuals penetraran als microorganismes, provocant que les cèl·lules microbianes s'inflen i, en casos greus, es trenquin i morin. Per tant, els microorganismes que s'han domesticat durant molt de temps i que poden adaptar-se gradualment a créixer i reproduir-se en aigua salada d'alta concentració requereixen que la concentració de sal en l'afluent bioquímic sempre es mantingui a un nivell bastant alt i no puguin fluctuar, en cas contrari, els microorganismes moriran en gran nombre.
Hora de publicació: 28-feb-2025