高濃度的含鹽廢水對(duì)微生物的影響

我們先來(lái)描述一個(gè)滲透壓的實(shí)驗(yàn)：用一張半滲透薄膜將兩種不同濃度的鹽溶液隔開，低濃度鹽溶液的水分子就會(huì)透過(guò)半滲透薄膜進(jìn)入高濃度鹽溶液，而高濃度鹽溶液的水分子也會(huì)透過(guò)半滲透薄膜進(jìn)入低濃度鹽溶液，但其數(shù)量要少，故高濃度鹽溶液一側(cè)的液面會(huì)升高，當(dāng)兩側(cè)液面的高差產(chǎn)生了足夠阻止水再流動(dòng)的壓力時(shí)滲透就會(huì)停止，這時(shí)兩側(cè)液面的高差產(chǎn)生的壓力就是滲透壓。一般來(lái)說(shuō)，鹽分濃度越高，滲透壓越大。

微生物在鹽水溶液中的情況與滲透壓的實(shí)驗(yàn)是相似的。微生物的單位結(jié)構(gòu)是細(xì)胞，細(xì)胞壁相當(dāng)于半滲透膜，在氯離子濃度小于等于2000mg/L時(shí)，細(xì)胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓，即使加上細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜有一定的堅(jiān)韌性和彈性，細(xì)胞壁可承受的滲透壓也不會(huì)大于5-6大氣壓。但當(dāng)水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時(shí)，滲透壓大約將增大至10-30大氣壓，在這樣大的滲透壓下，微生物體內(nèi)的水分子會(huì)大量滲透到體外溶液中，造成細(xì)胞失水而發(fā)生質(zhì)壁分離，嚴(yán)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(yùn)用了這個(gè)道理。工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于2000mg/L時(shí)，微生物的活性將受到抑止，COD去除率會(huì)明顯下降；當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于8000mg/L時(shí)，會(huì)造成污泥體積膨脹，水面泛出大量泡沫，微生物會(huì)相繼死亡。

不過(guò)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期馴化，微生物會(huì)逐漸適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長(zhǎng)繁殖。目前已經(jīng)有人馴化出能夠適應(yīng)10000mg/L以上氯離子或硫酸根濃度的微生物。但是，滲透壓的原理告訴我們，已經(jīng)適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長(zhǎng)繁殖的微生物，細(xì)胞液的含鹽濃度是很高的，一旦當(dāng)廢水中的鹽分濃度較低或很低時(shí)，廢水中的水分子會(huì)大量滲入微生物體內(nèi)，使微生物細(xì)胞發(fā)生膨脹，嚴(yán)重者破裂死亡。因此，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期馴化并能逐漸適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長(zhǎng)繁殖的微生物，對(duì)生化進(jìn)水中的鹽分濃度要求始終保持在相當(dāng)高的水平，不能忽高忽低，否則微生物將會(huì)大量死亡。