我們先來描述一個滲透壓實驗：用半透膜分隔兩種不同濃度的鹽溶液。低濃度鹽溶液中的水分子會穿過半透膜進入高濃度鹽溶液，而高濃度鹽溶液中的水分子也會穿過半透膜進入低濃度鹽溶液，但數量較少，因此高濃度鹽溶液一側的液面會上升。當兩側液面高度差所產生的壓力足以阻止水分子再次流動時，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。微生物的基本結構是細胞，細胞壁相當於半透膜。當氯離子濃度≤2000mg/L時，細胞壁所能承受的滲透壓為0.5～1.0個大氣壓力。即使細胞壁和細胞質膜具有一定的韌性和彈性，其所能承受的滲透壓也不會超過5～6個大氣壓力。然而，當水溶液中氯離子濃度高於5000mg/L時，滲透壓會升高至約10～30個大氣壓。在如此高的滲透壓下，微生物體內大量的水分子會滲入體外液，導致細胞脫水和質壁分離，嚴重時甚至會導致微生物死亡。在日常生活中，人們使用鹽（氯化鈉）醃製蔬菜和魚類，對食物進行殺菌和保存，這就是該原理的應用。
工程經驗數據顯示，當廢水中氯離子濃度大於2000mg/L時，微生物活性會受到抑制，COD去除率會顯著下降；當廢水中氯離子濃度大於8000mg/L時，會導致污泥體積膨脹，水面會出現大量泡沫，微生物也會相繼死亡。
然而，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，有些人已經馴化出能夠適應氯離子或硫酸根離子濃度超過10000mg/L的微生物。但是，滲透壓原理告訴我們，已經適應在高濃度鹽水中生長繁殖的微生物，其細胞液中的鹽濃度非常高。一旦廢水中的鹽濃度降低或極低，廢水中的大量水分子就會滲入微生物細胞，導致微生物細胞膨脹，嚴重時甚至破裂死亡。因此，長期馴化並逐漸適應在高濃度鹽水中生長繁殖的微生物，需要生化進水中的鹽濃度始終保持在較高水平，不能波動，否則微生物會大量死亡。
發佈時間：2025年2月28日