Ključna razlika med ionsko izmenjavo in reverzno osmozo je, da je ionska izmenjava fizikalno-kemična metoda, ki selektivno odstranjuje onesnaževalce z učinkovito izmenjavo ionov s podobnimi električnimi naboji, medtem ko je reverzna osmoza fizikalna metoda, pri kateri se voda pretaka skozi polprepustna membrana proti koncentracijskemu gradientu, ki izvaja pritisk.
Čiščenje vode je pomemben proces pri zagotavljanju čiste vode skupnosti. V procesu čiščenja vode je vključenih veliko korakov, ki vključujejo biološke, kemične in fizikalne postopke. Ionska izmenjava in reverzna osmoza sta dva procesa, ki se uporabljata pri čiščenju vode. Oba odstranjujeta raztopljene trdne snovi iz vode. Nekateri postopki čiščenja vode uporabljajo kombinacijo obeh metod. Poleg tega se oba pogosto uporabljata v različnih panogah.
Kaj je ionska izmenjava?
Ionska izmenjava je tehnika, ki se uporablja pri demineralizaciji odpadne vode in mehčanju sanitarne vode. Pri tej tehniki se ioni odstranijo iz vodne raztopine z izmenjavo z drugimi ionskimi vrstami. Na ta način lahko šibko vezane ione izpodrinejo močno vezavne ionske vrste. Ta učinek imenujemo princip selektivnosti. Po tem principu se med tehniko ionske izmenjave neželeni ioni v vodi nadomestijo z drugimi ioni.
Tehnika ionske izmenjave se lahko izvaja v šaržnem ali neprekinjenem načinu. Uporablja se pri čiščenju odpadne vode za odstranjevanje dušika, fosforja in težkih kovin. Poleg tega se uporablja za selektivno odstranjevanje specifičnih nečistoč in pridobivanje dragocenih kovin v sledovih, kot so krom, nikelj, baker, svinec in kadmij, iz izpustov industrijskih odpadkov.
Slika 01: Ionska izmenjava
Ionske izmenjevalne smole so narejene iz majhnih poroznih kroglic, ki so netopne v vodi in organskih topilih. Najbolj razširjena osnovna materiala sta polistiren in poliakrilat. Poleg tega imajo številni naravni minerali, zlasti minerali aluminijevega silikata, to lastnost ionske izmenjave.
Kaj je reverzna osmoza?
Reverzna osmoza je proces, pri katerem se v sistem uporabi tlak, ki je večji od hidravličnega tlaka, da se omogoči gibanje vode skozi polprepustno membrano. Gibanje poteka proti koncentracijskemu gradientu. Membrane, ki se uporabljajo pri reverzni osmozi, imenujemo membrane reverzne osmoze (RO). Materiali, ki se običajno uporabljajo za pripravo komercialnih RO membran, so poliamidni tankoplastni kompoziti (TFC), celulozni acetat (CA) in celulozni triacetat (CTA). Učinkovitost in hitrost tehnike se razlikujeta glede na vrsto materiala membrane.
Naprava za reverzno osmozo je sestavljena iz votlih vlaken, pri čemer je membranski material spiralno navit okoli vlakna. Ta vlakna so povezana, da povečajo površino za reverzno osmozo. Ko je tekoča voda izpostavljena visokemu tlaku, voda in majhne molekule preidejo skozi polprepustno membrano. To zadrži velike delce in preostale neželene delce. Filtrirana voda se nato pošlje v nadaljnjo obdelavo.
Slika 02: Reverzna osmoza (A – Uporabljeni tlak B – Morska voda v C – Onesnaževalci D – Polprepustna membrana E – Izhod pitne vode F – Distribucija)
RO membrane lahko filtrirajo skoraj vse delce, vključno z klicami, organskimi snovmi, ioni in drugimi trdnimi delci. S tehniko reverzne osmoze je možna filtracija velikih molekul do molekulske mase >300 Da.
Prednosti reverzne osmoze pri čiščenju vode
- Stroškovna učinkovitost
- Filtrira skoraj vse delce, vključno z ioni in težkimi kovinami
- Lahko se uporablja za odstranjevanje radioaktivnih delcev iz vzorcev vode
- Uporaba kemikalij je zmanjšana
Kakšne so podobnosti med ionsko izmenjavo in reverzno osmozo?
- Ionska izmenjava in reverzna osmoza sta dva postopka, ki se pogosto uporabljata v postopkih čiščenja vode.
- Kombinacija obeh metod zagotavlja visokokakovostno čiščenje.
- Ionske izmenjevalne smole lahko namestite pred enoto za reverzno osmozo.
- Uporaba obeh metod je odvisna od specifičnih prisotnih snovi kot tudi ciljne čistosti obdelanega toka.
Kakšna je razlika med ionsko izmenjavo in reverzno osmozo?
Ionska izmenjava je fizikalno-kemijska metoda, ki izmenjuje ione med tekočo fazo in ionsko izmenjevalno smolo. Po drugi strani pa je reverzna osmoza proces, pri katerem voda teče skozi polprepustno membrano proti koncentracijskemu gradientu, ki ga spodbuja visok tlak. Torej, to je ključna razlika med ionsko izmenjavo in reverzno osmozo. Ionska izmenjava je fizikalno-kemijska metoda, medtem ko je reverzna osmoza fizikalna metoda. Poleg tega postopek ionske izmenjave uporablja ionske izmenjevalne smole, medtem ko reverzna osmoza uporablja membrane za reverzno osmozo.
Spodnja infografika prikazuje razlike med ionsko izmenjavo in reverzno osmozo.
Povzetek – ionska izmenjava proti reverzni osmozi
Ionska izmenjava in reverzna osmoza sta dve tehniki, ki se uporabljata v procesu čiščenja vode. Metoda ionske izmenjave je fizikalno-kemični proces, pri katerem se ioni (kontaminanti) v vodi izmenjujejo z ionsko izmenjevalno smolo. V nasprotju s tem je reverzna osmoza fizikalna metoda, ki filtrira skoraj vse onesnaževalce glede na velikost. Pri reverzni osmozi gre voda skozi polprepustno membrano. Reverzna osmoza uporablja pritisk za potiskanje vode skozi membrano. Ionska izmenjava odstrani specifične snovi na podlagi ionskih nabojev, medtem ko reverzna osmoza uporablja postopek izključitve ionov.
