Diferența cheie – Ultrafiltrare vs osmoză inversă
Purificarea apei este un proces important în furnizarea de apă curată comunității. Există mulți pași implicați în procesul de purificare a apei, care includ proceduri biologice, chimice și fizice. Ultrafiltrarea este procesul prin care apa este filtrată printr-un filtru cu membrană pentru a separa moleculele prezente în proba de apă care are o greutate moleculară între 103 – 106 Da. Osmoza inversă este o procedură în care apa este trecută printr-o membrană semi-permeabilă împotriva unui gradient de concentrație. Membrana de osmoză inversă este capabilă să respingă particulele care au o greutate moleculară de >300 Da. Diferența cheie dintre cele două proceduri este dimensiunea particulelor filtrate din cele două membrane. Ultrafiltrarea filtrează moleculele mai mici cu greutate moleculară mică, în timp ce osmoza inversă poate filtra moleculele mai mari cu greutate moleculară mai mare.
Ce este ultrafiltrarea?
Ultrafiltrarea (UF) este un tip de filtrare cu membrană. Utilizează presiunea hidrostatică pentru a forța proba lichid - apă pe membrana semi-permeabilă. Membrana este compusă din nitroceluloză cu o dimensiune mică a porilor de aproximativ 0,22 µm sau 0,45 µm. Ultrafiltrarea este utilizată în principal pentru a îndepărta bacteriile și alte organisme din probă. De asemenea, este folosit pentru a îndepărta ionii mici, particulele cu greutate moleculară mică și materia organică care conferă apei culoare, gust și miros.
Figura 01: Ultrafiltrare
Configurația de ultrafiltrare folosește o fibră lungă goală compusă dintr-un material membranos. Apa de alimentare curge fie în interiorul celulei, fie în lumenul fibrei. Curgerea apei prin porii filtrului cu membrană va permite reținerea substanțelor dizolvate și particulelor în suspensie. Apa filtrată și particulele cu greutate moleculară mică trec prin membrană. Apa de evacuare este apoi supusă altor proceduri de purificare în aval, care includ proceduri de tratare chimică.
Procedeul de Ultrafiltrare este utilizat în mod ideal pentru purificarea și concentrarea soluțiilor macromoleculare (103 – 106 Da), în special a soluțiilor proteice. Principalul principal al separării se bazează pe dimensiune. Materialul în care este pregătită membrana poate avea, de asemenea, uneori un efect asupra vitezei și eficienței de filtrare.
Principalele avantaje ale ultrafiltrarii sunt;
- Nu folosește substanțe chimice pentru purificare.
- Se bazează pe procesul simplu de separare a dimensiunilor.
- Poate fi folosit pentru a elimina atât particulele, cât și microorganismele.
- Poate fi automatizat.
Ce este osmoza inversă?
Osmoza inversă este procesul prin care se aplică sistemului o presiune mai mare decât presiunea hidraulică pentru a permite mișcarea apei printr-o membrană semi-permeabilă. Mișcarea are loc împotriva unui gradient de concentrație. Membranele care sunt utilizate în osmoză inversă sunt denumite membrane de osmoză inversă (RO). Materialele care sunt utilizate în mod obișnuit pentru prepararea membranelor RO comerciale sunt compozitele cu peliculă subțire de poliamidă (TFC), acetatul de celuloză (CA) și triacetatul de celuloză (CTA). În funcție de tipul de material membranar, eficiența și viteza tehnicii sunt modificate.
Figura 02: osmoză inversă
Configurația de osmoză inversă este compusă dintr-o fibră goală, materialul membranei fiind înfășurat spiralat în jurul fibrei. Aceste fibre sunt legate între ele pentru a crește suprafața pentru osmoză inversă. Odată ce apa care curge este supusă la presiune mare, apa și moleculele mici trec prin membrana semi-permeabilă. Aceasta reține particulele mari și restul particulelor nedorite. Apa filtrată este apoi trecută pentru procesare în aval.
Membranele RO pot filtra practic toate particulele, inclusiv germenii, materia organică, ionii și alte particule. Filtrarea moleculelor mari până la o greutate moleculară de >300 Da este posibilă prin tehnica de osmoză inversă.
Avantajele osmozei inverse în purificarea apei sunt,
- Eficiența costurilor.
- Poate filtra aproape toate particulele, inclusiv ionii și metalele grele.
- Poate fi folosit pentru a elimina particulele radioactive din probele de apă.
- Utilizarea produselor chimice este minimizată.
Care sunt asemănările dintre ultrafiltrare și osmoza inversă?
- Ambele sunt tehnici de purificare a apei bazate pe separarea fizică/filtrarea.
- Ambele folosesc membrane în procedura de filtrare.
- Ambele configurații ale sistemului sunt pregătite într-o fibră goală acoperită cu membrană.
- În ambele proceduri, particulele în suspensie, inclusiv substanțele organice, anorganice, ionii, microbii și particulele mici de praf sau germeni sunt filtrate și reținute.
- Membranele utilizate în ambele tehnici sunt realizate dintr-un material celulozic sau dintr-un material sintetic de carbon.
Care este diferența dintre ultrafiltrare și osmoză inversă?
Ultrafiltrare vs osmoza inversă |
|
| Ultrafiltrarea este procesul prin care apa este filtrată printr-un filtru cu membrană pentru a separa moleculele prezente în proba de apă. | Osmoza inversă este procesul prin care apa trece printr-o membrană semipermeabilă împotriva gradientului de concentrație care este facilitat de presiunea ridicată. |
| Greutatea moleculară a particulelor separate | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Avantaje | |
|
|
Rezumat – Ultrafiltrare vs osmoză inversă
Tehnicile de ultrafiltrare și osmoză inversă sunt folosite în procesarea în aval a apei potabile. Scopul principal al ambelor tehnici este de a furniza apă potabilă sigură pentru public. Ultrafiltrarea folosește un filtru cu membrană pentru a filtra particulele foarte mici și în special microorganismele. Osmoza inversă poate filtra moleculele mari și, prin urmare, este mai rentabilă și mai eficientă.
Descărcați versiunea PDF a Ultrafiltrare vs osmoză inversă
Puteți descărca versiunea PDF a acestui articol și o puteți utiliza în scopuri offline, conform nota de citare. Vă rugăm să descărcați versiunea PDF aici Diferența dintre ultrafiltrare și osmoză inversă
