Zakaj ima odpadna voda z visoko koncentracijo soli še posebej velik vpliv na mikroorganizme?

Najprej opišemo poskus z osmotskim tlakom: s polprepustno membrano ločimo dve raztopini soli z različnimi koncentracijami. Molekule vode iz raztopine soli z nizko koncentracijo bodo prešle skozi polprepustno membrano v raztopino soli z visoko koncentracijo, molekule vode iz raztopine soli z visoko koncentracijo pa bodo prav tako prešle skozi polprepustno membrano v raztopino soli z nizko koncentracijo, vendar je njihovo število manjše, zato se bo gladina tekočine na strani raztopine soli z visoko koncentracijo dvignila. Ko višinska razlika gladin tekočine na obeh straneh ustvari dovolj tlaka, da prepreči ponovni pretok vode, se osmoza ustavi. V tem času je tlak, ki ga ustvari višinska razlika gladin tekočine na obeh straneh, osmotski tlak. Na splošno velja, da višja kot je koncentracija soli, večji je osmotski tlak.

Položaj mikroorganizmov v raztopinah slane vode je podoben poskusu z osmotskim tlakom. Enotna struktura mikroorganizmov so celice, celična stena pa je enakovredna polprepustni membrani. Ko je koncentracija kloridnih ionov manjša ali enaka 2000 mg/L, je osmotski tlak, ki ga celična stena lahko prenese, 0,5–1,0 atmosfere. Tudi če imata celična stena in citoplazmatska membrana določeno trdnost in elastičnost, osmotski tlak, ki ga celična stena lahko prenese, ne bo večji od 5–6 atmosfer. Ko pa je koncentracija kloridnih ionov v vodni raztopini nad 5000 mg/L, se osmotski tlak poveča na približno 10–30 atmosfer. Pod tako visokim osmotskim tlakom bo velika količina molekul vode v mikroorganizmu prodrla v zunajtelesno raztopino, kar bo povzročilo dehidracijo celic in plazmolizo, v hujših primerih pa bo mikroorganizem umrl. V vsakdanjem življenju ljudje uporabljajo sol (natrijev klorid) za vlaganje zelenjave in rib, sterilizacijo in konzerviranje hrane, kar je uporaba tega načela.

Podatki inženirskih izkušenj kažejo, da ko je koncentracija kloridnih ionov v odpadni vodi večja od 2000 mg/L, se aktivnost mikroorganizmov zavre in stopnja odstranjevanja KPK se znatno zmanjša; ko je koncentracija kloridnih ionov v odpadni vodi večja od 8000 mg/L, se volumen blata poveča, na površini vode se pojavi velika količina pene in mikroorganizmi drug za drugim umrejo.

Vendar pa se bodo mikroorganizmi po dolgotrajni udomačitve postopoma prilagodili rasti in razmnoževanju v slani vodi z visoko koncentracijo. Trenutno so nekateri ljudje udomačili mikroorganizme, ki se lahko prilagodijo koncentracijam kloridnih ionov ali sulfatov nad 10000 mg/L. Vendar pa nam načelo osmotskega tlaka pove, da je koncentracija soli v celični tekočini mikroorganizmov, ki so se prilagodili rasti in razmnoževanju v slani vodi z visoko koncentracijo, zelo visoka. Ko je koncentracija soli v odpadni vodi nizka ali zelo nizka, bo veliko število molekul vode v odpadni vodi prodrlo v mikroorganizme, kar bo povzročilo, da bodo mikrobne celice nabrekle, v hujših primerih pa bodo počile in odmrle. Zato mikroorganizmi, ki so bili dolgo časa udomačeni in se lahko postopoma prilagodijo rasti in razmnoževanju v slani vodi z visoko koncentracijo, zahtevajo, da je koncentracija soli v biokemičnem dotoku vedno na dokaj visoki ravni in ne sme nihati, sicer bodo mikroorganizmi v velikem številu odmrli.