我們可以先來做一個滲透壓的實驗:將兩種不同濃度的鹽溶液用半滲透薄膜隔開,兩邊溶液的水分子都會向另一邊滲透,但高濃度鹽溶液進入低濃度鹽溶液的水分子數量要少得多,故高濃度鹽溶液一側的液面會升高,當兩側液面的高差產生了足夠阻止水再流動的壓力時滲透就會停止,這時兩側液面的高差產生的壓力就是滲透壓。一般來說,鹽分濃度越高,滲透壓越大。
微生物在鹽水溶液中的情況與上述實驗是類似的。微生物的細胞壁就相當于半滲透膜,當水溶液中的氯離子濃度高于微生物細胞液濃度時,滲透壓將增大,微生物體內的水分子會大量滲透到體外溶液中,造成細胞失水而發生質壁分離,嚴重者微生物死亡。在日常生活中,人們用食鹽(氯化鈉)腌漬蔬菜和魚肉,滅菌防腐保存食物,就是運用了這個道理。
工程經驗數據表明:當廢水中的氯離子濃度大于2000mg/L時,微生物的活性將受到抑止,COD去除率會明顯下降;當廢水中的氯離子濃度大于8000mg/L時,會造成污泥體積膨脹,水面泛出大量泡沫,微生物會相繼死亡。
當然,經過長期馴化,微生物的細胞液的含鹽濃度變高,也可以適用在高濃度鹽水的生活環境。但是,一旦當廢水中的鹽分濃度較低或很低時,廢水中的水分子會大量滲入微生物體內,使微生物細胞發生膨脹,嚴重者破裂死亡。因此,經過長期馴化并能逐漸適應在高濃度的鹽水中生長繁殖的微生物,對生化進水中的鹽分濃度要求始終保持在相當高的水平,不能忽高忽低,否則微生物將會大量死亡。