Ключовата разлика между йонообмен и обратна осмоза е, че йонообменът е физико-химичен метод, който селективно премахва замърсителите чрез ефективна обмяна на йони с подобни електрически заряди, докато обратната осмоза е физически метод, при който водата преминава през полупропусклива мембрана срещу градиент на концентрация, прилагане на налягане.
Пречистването на водата е важен процес за осигуряване на чиста вода за общността. Има много стъпки, включени в процеса на пречистване на водата, които включват биологични, химични и физични процедури. Йонообменът и обратната осмоза са два процеса, използвани при пречистването на водата. И двете премахват разтворените твърди вещества от водата. Някои процеси за пречистване на вода използват комбинация от двата метода. Освен това и двете се използват често в различни индустрии.
Какво е йонен обмен?
Йонообменът е техника, използвана при деминерализация на отпадъчни води и омекотяване на битова вода. При тази техника йоните се отстраняват от водния разтвор чрез обмена им с други йонни видове. По този начин слабо свързаните йони могат да бъдат изместени от силно свързващи йонни видове. Ние наричаме този ефект принцип на селективност. Използвайки този принцип, нежеланите йони във водата се заменят с други йони по време на йонообменната техника.
Йонообменната техника може да се изпълнява в периодичен или непрекъснат режим. Прилага се при пречистване на отпадъчни води за отстраняване на азот, фосфор и тежки метали. Освен това, той се използва за селективно отстраняване на специфични примеси и за възстановяване на ценни следи от метали като хром, никел, мед, олово и кадмий от заустванията на промишлени отпадъци.
Фигура 01: Йонен обмен
Йонообменните смоли са направени от малки порести перли, които са неразтворими във вода и органични разтворители. Най-широко използваните основни материали са полистирен и полиакрилат. Нещо повече, много естествено срещащи се минерали, особено минералите от алуминиев силикат, имат това свойство на йонен обмен.
Какво е обратна осмоза?
Обратната осмоза е процес, при който към системата се прилага налягане, по-голямо от хидравличното, за да се позволи движението на водата през полупропусклива мембрана. Движението се извършва срещу концентрационен градиент. Мембраните, които се използват при обратна осмоза, се наричат мембрани за обратна осмоза (RO). Материалите, които обикновено се използват за приготвяне на търговски RO мембрани, са полиамидни тънкослойни композити (TFC), целулозен ацетат (CA) и целулозен триацетат (CTA). В зависимост от вида на мембранния материал, ефективността и скоростта на техниката се различават.
Инсталацията за обратна осмоза се състои от кухо влакно, като мембранният материал е спирално навит около влакното. Тези влакна са свързани заедно, за да увеличат повърхността за обратна осмоза. След като течащата вода е подложена на високо налягане, водата и малките молекули преминават през полупропускливата мембрана. Това задържа големите частици и останалите нежелани частици. След това филтрираната вода се предава за обработка надолу по веригата.
Фигура 02: Обратна осмоза (A – Приложено налягане B – Морска вода в C – Замърсители D – Полупропусклива мембрана E – Изходяща питейна вода F – Разпределение)
RO мембраните могат да филтрират практически всички частици, включително микроби, органична материя, йони и други прахови частици. Филтрирането на големи молекули до молекулно тегло от >300 Da е възможно с техниката на обратна осмоза.
Предимства на обратната осмоза при пречистване на вода
- Ефективност на разходите
- Може да филтрира почти всички частици, включително йони и тежки метали
- Може да се използва за елиминиране на радиоактивни частици от водни проби
- Употребата на химикали е сведена до минимум
Какви са приликите между йонния обмен и обратната осмоза?
- Йонообменът и обратната осмоза са два процеса, които обикновено се използват в процесите на пречистване на водата.
- Комбинацията от двата метода осигурява висококачествено пречистване.
- Йонообменните смоли могат да се монтират пред апарат за обратна осмоза.
- Използването и на двата метода зависи от наличните специфични вещества, както и от целевата чистота на третирания поток.
Каква е разликата между йонообмен и обратна осмоза?
Йонообменът е физико-химичен метод, който обменя йони между течна фаза и йонообменна смола. От друга страна, обратната осмоза е процес, при който водата преминава през полупропусклива мембрана срещу градиента на концентрация, което се улеснява от високо налягане. И така, това е ключовата разлика между йонообмен и обратна осмоза. Йонният обмен е физико-химичен метод, докато обратната осмоза е физичен метод. Освен това процесът на йонообменен процес използва йонообменни смоли, докато обратната осмоза използва мембрани за обратна осмоза.
Инфографиката по-долу представя в таблица разликата между йонообмен и обратна осмоза.
Обобщение – Йонообмен срещу обратна осмоза
Йонообменът и обратната осмоза са две техники, използвани в процеса на пречистване на водата. Йонообменният метод е физико-химичен процес, който обменя йони (замърсители) във водата с йонообменна смола. За разлика от това, обратната осмоза е физически метод, който филтрира почти всички замърсители въз основа на размера. При обратната осмоза водата преминава през полупропусклива мембрана. Обратната осмоза използва налягане, за да принуди водата през мембраната. Йонообменът премахва специфични вещества въз основа на йонните заряди, докато обратната осмоза използва процес на йонно изключване.
