Pagrindinis skirtumas – ultrafiltravimas ir atvirkštinis osmosas
Vandens valymas yra svarbus procesas teikiant bendruomenei švarų vandenį. Vandens valymo procese yra daug etapų, įskaitant biologines, chemines ir fizines procedūras. Ultrafiltravimas yra procesas, kurio metu vanduo filtruojamas per membraninį filtrą, kad būtų atskirtos vandens mėginyje esančios molekulės, kurių molekulinė masė yra 103–106 Da. Atvirkštinis osmosas – tai procedūra, kurios metu vanduo pro pusiau pralaidžią membraną praleidžiamas prieš koncentracijos gradientą. Atvirkštinio osmoso membrana gali atmesti daleles, kurių molekulinė masė yra >300 Da. Pagrindinis skirtumas tarp dviejų procedūrų yra dalelių, išfiltruotų iš dviejų membranų, dydis. Ultrafiltravimas filtruoja mažesnes mažos molekulinės masės molekules, o atvirkštinis osmosas gali išfiltruoti didesnes molekules, turinčias didesnę molekulinę masę.
Kas yra ultrafiltravimas?
Ultrafiltravimas (UF) yra membraninio filtravimo tipas. Jis naudoja hidrostatinį slėgį, kad per pusiau pralaidžią membraną išstumtų skysčio – vandens mėginį. Membrana sudaryta iš nitroceliuliozės, kurios porų dydis yra apie 0,22 µm arba 0,45 µm. Ultrafiltravimas daugiausia naudojamas bakterijoms ir kitiems organizmams iš mėginio pašalinti. Jis taip pat naudojamas mažiems jonams, mažos molekulinės masės dalelėms ir organinėms medžiagoms pašalinti, kurios suteikia vandeniui spalvą, skonį ir kvapą.
01 pav.: Ultrafiltravimas
Ultrafiltravimo sąrankoje naudojamas tuščiaviduris ilgas pluoštas, sudarytas iš membraninės medžiagos. Tiekiamas vanduo teka ląstelės viduje arba pluošto spindyje. Vandens tekėjimas per membraninio filtro poras leis sulaikyti ištirpusias medžiagas ir daleles. Filtruotas vanduo ir mažos molekulinės masės dalelės praeina per membraną. Tada išleidžiamas vanduo yra valomas kitomis procedūromis, įskaitant cheminio apdorojimo procedūras.
Ultrafiltracijos procesas idealiai tinka stambiamolekuliniams (103–106 Da) tirpalams, ypač b altymų tirpalams, išvalyti ir koncentruoti. Pagrindinis atskyrimo principas yra pagrįstas dydžiu. Medžiaga, kurioje paruošta membrana, kartais taip pat gali turėti įtakos filtravimo greičiui ir efektyvumui.
Pagrindiniai ultrafiltravimo pranašumai yra:
- Valymui nenaudojami chemikalai.
- Jis pagrįstas paprastu dydžio atskyrimo procesu.
- Jis gali būti naudojamas ir dalelėms, ir mikroorganizmams pašalinti.
- Tai gali būti automatizuota.
Kas yra atvirkštinis osmozė?
Atvirkštinis osmosas – tai procesas, kai sistemai taikomas didesnis nei hidraulinis slėgis, kad vanduo galėtų judėti per pusiau pralaidžią membraną. Judėjimas vyksta prieš koncentracijos gradientą. Atvirkštinio osmoso membranos vadinamos atvirkštinio osmoso (RO) membranomis. Medžiagos, kurios dažniausiai naudojamos komercinėms RO membranoms gaminti, yra poliamido plonasluoksniai kompozitai (TFC), celiuliozės acetatas (CA) ir celiuliozės triacetatas (CTA). Priklausomai nuo membranos medžiagos tipo, keičiasi technikos efektyvumas ir greitis.
02 pav.: Atvirkštinis osmosas
Atvirkštinio osmoso sąranka sudaryta iš tuščiavidurio pluošto, o membranos medžiaga yra spirališkai apvyniota aplink pluoštą. Šie pluoštai yra sujungti, kad padidėtų atvirkštinio osmoso paviršiaus plotas. Kai tekantis vanduo yra veikiamas aukšto slėgio, vanduo ir mažos molekulės praeina pro pusiau pralaidžią membraną. Taip išlaikomos didelės dalelės ir likusios nepageidaujamos dalelės. Tada filtruotas vanduo perduodamas tolesniam apdorojimui.
RO membranos gali išfiltruoti beveik visas daleles, įskaitant mikrobus, organines medžiagas, jonus ir kitas kietąsias daleles. Naudojant atvirkštinio osmoso metodą, galima filtruoti dideles molekules iki >300 Da molekulinės masės.
Atvirkštinio osmoso privalumai vandens valymui:
- Kainų efektyvumas.
- Gali išfiltruoti beveik visas daleles, įskaitant jonus ir sunkiuosius metalus.
- Gali būti naudojamas radioaktyviosioms dalelėms pašalinti iš vandens mėginių.
- Cheminių medžiagų naudojimas yra minimalus.
Kokie yra ultrafiltravimo ir atvirkštinio osmoso panašumai?
- Abu yra vandens valymo būdai, pagrįsti fiziniu atskyrimu / filtravimu.
- Abu naudoja membranas filtravimo procedūroje.
- Abi sistemos sąrankos paruoštos iš tuščiavidurio pluošto, padengto membrana.
- Abejų procedūrų metu kietosios dalelės, įskaitant organines, neorganines medžiagas, jonus, mikrobus ir smulkias dulkes ar mikrobų daleles, išfiltruojamos ir sulaikomos.
- Abu metodais naudojamos membranos yra pagamintos iš celiuliozės arba sintetinės anglies medžiagos.
Kuo skiriasi ultrafiltravimas ir atvirkštinis osmosas?
Ultrafiltracija prieš atvirkštinį osmosą |
|
| Ultrafiltravimas – tai procesas, kurio metu vanduo filtruojamas per membraninį filtrą, kad būtų atskirtos vandens mėginyje esančios molekulės. | Atvirkštinis osmosas – tai procesas, kai vanduo per pusiau pralaidžią membraną praleidžiamas prieš koncentracijos gradientą, kurį palengvina didelis slėgis. |
| Atskirtų dalelių molekulinė masė | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Privalumai | |
|
|
Santrauka – ultrafiltravimas prieš atvirkštinį osmosą
Ultrafiltravimo ir atvirkštinio osmoso metodai naudojami geriamojo vandens perdirbimui. Pagrindinis abiejų šių metodų tikslas – užtikrinti saugų, geriamąjį vandenį visuomenei. Ultrafiltracija naudoja membraninį filtrą, kad išfiltruotų labai mažas daleles ir ypač mikroorganizmus. Atvirkštinis osmosas gali išfiltruoti dideles molekules, todėl yra ekonomiškesnis ir efektyvesnis.
Atsisiųskite ultrafiltravimo ir atvirkštinio osmoso PDF versiją
Galite atsisiųsti šio straipsnio PDF versiją ir naudoti ją neprisijungus, kaip nurodyta citatos pastaboje. Atsisiųskite PDF versiją čia Ultrafiltracijos ir atvirkštinio osmoso skirtumas
