Ключова разлика – ултрафилтрация срещу обратна осмоза
Пречистването на водата е важен процес за осигуряване на чиста вода за общността. Има много стъпки, включени в процеса на пречистване на водата, който включва биологични, химични и физични процедури. Ултрафилтрацията е процес, при който водата се филтрира през мембранен филтър, за да се отделят молекулите, присъстващи във водната проба, която има молекулно тегло между 103 – 106 Da. Обратната осмоза е процедура, при която водата преминава през полупропусклива мембрана срещу градиент на концентрация. Мембраната за обратна осмоза е способна да отхвърля частици с молекулно тегло >300 Da. Основната разлика между двете процедури е размерът на частиците, филтрирани от двете мембрани. Ултрафилтрацията филтрира по-малки молекули с ниско молекулно тегло, докато обратната осмоза може да филтрира по-големи молекули с по-високо молекулно тегло.
Какво е ултрафилтрация?
Ултрафилтрацията (UF) е вид мембранна филтрация. Той използва хидростатично налягане, за да принуди течно-водна проба през полупропускливата мембрана. Мембраната е съставена от нитроцелулоза с малък размер на порите от около 0,22 µm или 0,45 µm. Ултрафилтрацията се използва главно за отстраняване на бактерии и други организми в пробата. Използва се и за отстраняване на малки йони, частици с ниско молекулно тегло и органични вещества, които придават цвят, вкус и мирис на водата.
Фигура 01: Ултрафилтрация
Ултрафилтрационната настройка използва кухи дълги влакна, съставени от мембранен материал. Захранващата вода тече или вътре в клетката, или в лумена на влакното. Потокът на вода през порите на мембранния филтър ще позволи на суспендираните разтворени вещества и частици да се задържат. Филтрираната вода и нискомолекулните частици преминават през мембраната. След това изходящата вода преминава през други процедури за пречистване надолу по веригата, които включват процедури за химическо третиране.
Процесът на ултрафилтрация се използва идеално за пречистване и концентриране на макромолекулни (103 – 106 Da) разтвори, особено протеинови разтвори. Основният принцип на разделяне се основава на размера. Материалът, от който е изработена мембраната, също понякога може да окаже влияние върху скоростта и ефективността на филтриране.
Основните предимства на ултрафилтрацията са;
- Не използва химикали за пречистване.
- Основава се на простия процес на разделяне на размера.
- Може да се използва за отстраняване както на частици, така и на микроорганизми.
- Може да се автоматизира.
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 материала на мембраната ефективността и скоростта на техниката се променят.
Фигура 02: Обратна осмоза
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.
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.
Предимствата на обратната осмоза при пречистването на водата са,
- 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 ултрафилтрацията и обратната осмоза?
- И двете са техники за пречистване на вода, базирани на физическо разделяне/филтриране.
- И двете използват мембрани в процедурата на филтриране.
- И двете системни настройки са подготвени в кухи влакна, покрити с мембрана.
- И в двете процедури праховите частици, включително органични, неорганични вещества, йони, микроби и малки частици прах или микроби се филтрират и задържат.
- Мембраните, използвани в двете техники, са направени от целулозен материал или синтетичен въглероден материал.
Каква е разликата между ултрафилтрация и обратна осмоза?
Ултрафилтрация срещу обратна осмоза |
|
| Ултрафилтрацията е процес, при който водата се филтрира през мембранен филтър, за да се отделят молекулите, присъстващи във водната проба. | Обратната осмоза е процес, при който водата преминава през полупропусклива мембрана срещу концентрационния градиент, който се улеснява от високо налягане. |
| Молекулно тегло на отделените частици | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Предимства | |
|
|
Резюме – ултрафилтрация срещу обратна осмоза
Техниките ултрафилтрация и обратна осмоза се използват при последващата обработка на питейната вода. Основната цел и на двете техники е да осигурят безопасна питейна вода за населението. Ултрафилтрацията използва мембранен филтър за филтриране на много малки частици и особено микроорганизми. Обратната осмоза може да филтрира големи молекули и следователно е по-рентабилна и ефективна.
Изтеглете PDF версията на ултрафилтрация срещу обратна осмоза
Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележката за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между ултрафилтрация и обратна осмоза
