Kuvataanpa ensin osmoottisen paineen koe: käytä puoliläpäisevää kalvoa erottelemaan kaksi eri pitoisuutta omaavaa suolaliuosta. Matalapitoisen suolaliuoksen vesimolekyylit kulkevat puoliläpäisevän kalvon läpi korkeapitoisuuksiin suolaliuokseen ja korkean suolaliuoksen vesimolekyylit kulkevat myös puoliläpäisevän kalvon läpi matalapitoisuuteen suolaliuokseen, mutta määrä on pienempi, joten nestepinta korkean suolaliuoksen puolella nousee. Kun nestetasojen korkeusero molemmilla puolilla tuottaa tarpeeksi painetta estämään veden virtaamisen uudelleen, osmoosi pysähtyy. Tällä hetkellä molemmilla puolilla olevien nestetasojen korkeuseron synnyttämä paine on osmoottinen paine. Yleisesti ottaen mitä korkeampi suolapitoisuus, sitä suurempi on osmoottinen paine.
Mikro-organismien tilanne suolavesiliuoksissa on samanlainen kuin osmoottisen paineen kokeessa. Mikro-organismien yksikkörakenne on solut, ja soluseinä vastaa puoliläpäisevää kalvoa. Kun kloridi-ionipitoisuus on pienempi tai yhtä suuri kuin 2000 mg/l, osmoottinen paine, jonka soluseinä voi kestää, on 0,5-1,0 ilmakehää. Vaikka soluseinällä ja sytoplasmisella kalvolla olisi tietty sitkeys ja elastisuus, osmoottinen paine, jonka soluseinä voi kestää, ei ole suurempi kuin 5-6 ilmakehää. Kuitenkin kun kloridi-ionipitoisuus vesiliuoksessa on yli 5000 mg/l, osmoottinen paine nousee noin 10-30 ilmakehään. Tällaisessa korkeassa osmoottisessa paineessa suuri määrä mikro-organismin vesimolekyylejä tunkeutuu kehonulkoiseen liuokseen aiheuttaen solujen dehydraatiota ja plasmolyysiä, ja vaikeissa tapauksissa mikro-organismi kuolee. Ihmiset käyttävät jokapäiväisessä elämässä suolaa (natriumkloridia) vihannesten ja kalan suolaamiseen, ruokien sterilointiin ja säilöntään, mikä on tämän periaatteen soveltamista.
Tekniset kokemukset osoittavat, että kun jäteveden kloridi-ionipitoisuus on suurempi kuin 2000mg/L, mikro-organismien aktiivisuus estyy ja COD-poistonopeus laskee merkittävästi; kun jäteveden kloridi-ionipitoisuus on suurempi kuin 8000mg/L, se saa lietteen tilavuuden laajenemaan, veden pinnalle muodostuu suuri määrä vaahtoa ja mikro-organismit kuolevat peräkkäin.
Pitkäaikaisen kesytyksen jälkeen mikro-organismit sopeutuvat kuitenkin vähitellen kasvamaan ja lisääntymään suolavedessä, jossa on korkea pitoisuus. Tällä hetkellä joillakin ihmisillä on kesytettyjä mikro-organismeja, jotka voivat mukautua yli 10 000 mg/l kloridi-ioni- tai sulfaattipitoisuuksiin. Osmoottisen paineen periaate kuitenkin kertoo, että korkeapitoisuudessa suolavedessä kasvamaan ja lisääntymiseen sopeutuneiden mikro-organismien solunesteen suolapitoisuus on erittäin korkea. Kun jäteveden suolapitoisuus on alhainen tai erittäin alhainen, suuri määrä jätevedessä olevia vesimolekyylejä tunkeutuu mikro-organismeihin aiheuttaen mikrobisolujen turpoamista ja vaikeissa tapauksissa repeämistä ja kuolemaa. Siksi pitkään kesytetyt mikro-organismit, jotka voivat vähitellen sopeutua kasvamaan ja lisääntymään korkeapitoisuudessa suolavedessä, vaativat, että suolapitoisuus biokemiallisessa sisäänvirtauksessa pidetään aina melko korkealla tasolla, eivätkä ne voi vaihdella, muuten mikro-organismit kuolevat suuria määriä.
Postitusaika: 28.2.2025