Ključna razlika – ultrafiltracija proti reverzni osmozi
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. Ultrafiltracija je postopek, pri katerem se voda filtrira skozi membranski filter, da se izločijo molekule, prisotne v vzorcu vode, ki ima molekulsko maso med 103 – 106 Da. Reverzna osmoza je postopek, pri katerem se voda spusti skozi polprepustno membrano proti koncentracijskemu gradientu. Membrana za reverzno osmozo je sposobna zavrniti delce z molekulsko maso >300 Da. Ključna razlika med obema postopkoma je velikost delcev, filtriranih iz obeh membran. Ultrafiltracija filtrira manjše molekule z nizko molekulsko maso, medtem ko lahko reverzna osmoza filtrira večje molekule z večjo molekulsko maso.
Kaj je ultrafiltracija?
Ultrafiltracija (UF) je vrsta membranske filtracije. Uporablja hidrostatični tlak, da potisne vzorec tekočine – vode čez polprepustno membrano. Membrana je sestavljena iz nitroceluloze z majhno velikostjo por približno 0,22 µm ali 0,45 µm. Ultrafiltracija se uporablja predvsem za odstranjevanje bakterij in drugih organizmov v vzorcu. Uporablja se tudi za odstranjevanje majhnih ionov, delcev z nizko molekulsko maso in organskih snovi, ki dajejo vodi barvo, okus in vonj.
Slika 01: Ultrafiltracija
Nastavitev ultrafiltracije uporablja votla dolga vlakna, sestavljena iz membranskega materiala. Napajalna voda teče znotraj celice ali v lumnu vlakna. Pretok vode skozi pore membranskega filtra bo omogočil zadrževanje suspendiranih raztopljenih snovi in delcev. Filtrirana voda in delci z nizko molekulsko maso prehajajo skozi membrano. Izhodna voda je nato podvržena drugim postopkom čiščenja, ki vključujejo postopke kemične obdelave.
Postopek ultrafiltracije se idealno uporablja za čiščenje in koncentriranje makromolekularnih (103 – 106 Da) raztopin, še posebej beljakovinskih raztopin. Primarni princip ločevanja temelji na velikosti. Tudi material, iz katerega je izdelana membrana, lahko včasih vpliva na hitrost in učinkovitost filtracije.
Glavne prednosti ultrafiltracije so;
- Za čiščenje ne uporablja kemikalij.
- Temelji na preprostem postopku ločevanja velikosti.
- Uporabi se lahko za odstranjevanje delcev in mikroorganizmov.
- Lahko je avtomatizirano.
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, se imenujejo membrane za reverzno osmozo (RO). Materiali, ki se običajno uporabljajo za pripravo komercialnih RO membran, so poliamidni tankoslojni kompoziti (TFC), celulozni acetat (CA) in celulozni triacetat (CTA). Odvisno od vrste materiala membrane se učinkovitost in hitrost tehnike spreminjata.
Slika 02: Reverzna osmoza
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.
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 so,
- Stroškovna učinkovitost.
- Lahko 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 ultrafiltracijo in reverzno osmozo?
- Obe sta tehniki čiščenja vode, ki temeljita na fizičnem ločevanju/filtraciji.
- Obe uporabljata membrane v postopku filtracije.
- Obe sistemski postavitvi sta pripravljeni v votlih vlaknih, prevlečenih z membrano.
- V obeh postopkih se delci, vključno z organskimi, anorganskimi snovmi, ioni, mikrobi in majhnimi delci prahu ali kalčkov, filtrirajo in zadržijo.
- Membrane, uporabljene v obeh tehnikah, so narejene iz celuloznega materiala ali sintetičnega ogljikovega materiala.
Kakšna je razlika med ultrafiltracijo in reverzno osmozo?
Ultrafiltracija proti reverzni osmozi |
|
| Ultrafiltracija je postopek, pri katerem se voda filtrira skozi membranski filter, da se ločijo molekule, prisotne v vzorcu vode. | Reverzna osmoza je proces, pri katerem voda teče skozi polprepustno membrano proti koncentracijskemu gradientu, ki ga spodbuja visok tlak. |
| Molekulska masa ločenih delcev | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Prednosti | |
|
|
Povzetek – Ultrafiltracija proti reverzni osmozi
Tehniki ultrafiltracije in reverzne osmoze se uporabljata pri nadaljnji obdelavi pitne vode. Glavni namen obeh teh tehnik je zagotoviti varno pitno vodo za javnost. Ultrafiltracija uporablja membranski filter za filtriranje zelo majhnih delcev in zlasti mikroorganizmov. Reverzna osmoza lahko filtrira velike molekule in je zato stroškovno učinkovitejša.
Prenesite PDF različico ultrafiltracije proti reverzni osmozi
Lahko prenesete PDF različico tega članka in jo uporabite za namene brez povezave v skladu z opombo o citiranju. Prenesite PDF različico tukaj Razlika med ultrafiltracijo in reverzno osmozo
