為什麼高濃度鹽廢水對微生物的影響特別大？

我們先來描述一個滲透壓實驗：用半透膜分離出兩種不同濃度的鹽溶液。低濃度鹽溶液的水分子會透過半透膜進入高濃度鹽溶液中，高濃度鹽溶液的水分子也會透過半透膜進入低濃度鹽溶液中，但數量較少，因此高濃度鹽溶液側的液面會上升。當兩側液面高度差產生足夠的壓力，阻止水再次流動時，滲透作用就會停止。此時兩側液面高度差所產生的壓力就是滲透壓。一般來說，鹽濃度越高，滲透壓越大。

微生物在鹽水溶液中的情況與滲透壓實驗類似。微生物的單位結構是細胞，細胞壁相當於一層半透膜。當氯離子濃度小於等於2000mg/L時，細胞壁所能承受的滲透壓為0.5-1.0個大氣壓。即使細胞壁和細胞質膜具有一定的韌性和彈性，細胞壁所能承受的滲透壓也不會大於5-6個大氣壓力。但當水溶液中氯離子濃度在5000mg/L以上時，滲透壓就會升高到10-30個大氣壓力左右。在如此高的滲透壓下，微生物體內大量的水分子會滲透到體外溶液中，造成細胞脫水、質壁分離，嚴重時導致微生物死亡。日常生活中人們用鹽（氯化鈉）來醃漬蔬菜、魚類，殺菌、保鮮食物，就是這原理的應用。

工程經驗數據表明，當廢水中氯離子濃度大於2000mg/L時，微生物的活性就會受到抑制，COD去除率會大幅下降；當廢水中氯離子濃度大於8000mg/L時，會引起污泥體積膨脹，水面出現大量泡沫，微生物相繼死亡。

但經過長期馴化，微生物會逐漸適應在高濃度鹽水中生長繁殖。目前有人已馴化出能適應10000mg/L以上氯離子或硫酸鹽濃度的微生物。但滲透壓的原理告訴我們，適應了在高濃度鹽水中生長繁殖的微生物，其細胞液的鹽濃度是很高的。一旦廢水中的鹽濃度較低或很低時，廢水中大量的水分子就會滲透到微生物體內，造成微生物細胞腫脹，嚴重時甚至破裂死亡。因此，對於經過長期馴化、逐漸適應在高濃度鹽水中生長繁殖的微生物，要求生化進水中的鹽濃度始終保持在相當高的水平，不能大幅波動，否則微生物就會大量死亡。