Kluczowa różnica - ultrafiltracja a odwrócona osmoza
Oczyszczanie wody jest ważnym procesem w dostarczaniu czystej wody społeczności. Proces oczyszczania wody obejmuje wiele etapów, które obejmują procedury biologiczne, chemiczne i fizyczne. Ultrafiltracja to proces, w którym woda jest filtrowana przez filtr membranowy w celu oddzielenia cząsteczek obecnych w próbce wody o masie cząsteczkowej od 103 do 106 Da. Odwrócona osmoza to procedura, w której woda przepuszczana jest przez półprzepuszczalną membranę w zależności od gradientu stężeń. Membrana odwróconej osmozy jest w stanie odrzucać cząstki o masie cząsteczkowej> 300 Da. Kluczową różnicą między tymi dwoma procedurami jest rozmiar cząstek odfiltrowanych z dwóch membran. Ultrafiltracja filtruje mniejsze cząsteczki o niskiej masie cząsteczkowej, podczas gdy odwrócona osmoza może odfiltrowywać większe cząsteczki o wyższej masie cząsteczkowej.
ZAWARTOŚĆ
1. Omówienie i kluczowe różnice
2. Czym jest ultrafiltracja
3. Czym jest odwrócona osmoza
4. Podobieństwa między ultrafiltracją a odwróconą osmozą
5. Porównanie obok siebie - ultrafiltracja a odwrócona osmoza w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie
Co to jest ultrafiltracja?
Ultrafiltracja (UF) to rodzaj filtracji membranowej. Wykorzystuje ciśnienie hydrostatyczne do przetłaczania próbki cieczy - wody przez półprzepuszczalną membranę. Membrana składa się z nitrocelulozy o małych porach około 0,22 µm lub 0,45 µm. Ultrafiltracja jest używana głównie do usuwania bakterii i innych organizmów z próbki. Służy również do usuwania małych jonów, cząstek o niskiej masie cząsteczkowej i materii organicznej, które nadają wodzie kolor, smak i zapach.
Rysunek 01: Ultrafiltracja
Konfiguracja ultrafiltracji wykorzystuje puste w środku długie włókno składające się z materiału błoniastego. Woda zasilająca przepływa albo do wnętrza komórki, albo w świetle włókna. Przepływ wody przez pory filtra membranowego pozwoli na zatrzymanie zawieszonych substancji rozpuszczonych i cząstek. Przefiltrowana woda i cząsteczki o niskiej masie cząsteczkowej przechodzą przez membranę. Woda wylotowa jest następnie poddawana innym procedurom oczyszczania, które obejmują procedury oczyszczania chemicznego.
Proces ultrafiltracji idealnie nadaje się do oczyszczania i zagęszczania roztworów makrocząsteczkowych (103 - 106 Da), zwłaszcza roztworów białek. Podstawowa zasada podziału opiera się na wielkości. Materiał, z którego wykonana jest membrana, może również czasami mieć wpływ na szybkość i skuteczność filtracji.
Główne zalety ultrafiltracji to;
- Nie używa chemikaliów do oczyszczania.
- Opiera się na prostym procesie rozdzielania wielkości.
- Może być stosowany do usuwania zarówno cząstek, jak i mikroorganizmów.
- Można to zautomatyzować.
Co to jest odwrócona osmoza?
Odwrócona osmoza to proces, w którym do systemu przykładane jest ciśnienie większe niż ciśnienie hydrauliczne w celu umożliwienia przepływu wody przez półprzepuszczalną membranę. Ruch odbywa się przeciwko gradientowi stężeń. Membrany używane w odwróconej osmozie są określane jako membrany odwróconej osmozy (RO). Materiały, które są powszechnie używane do wytwarzania komercyjnych membran RO to cienkowarstwowe kompozyty poliamidowe (TFC), octan celulozy (CA) i trioctan celulozy (CTA). W zależności od rodzaju materiału membrany zmienia się wydajność i szybkość techniki.
Rysunek 02: Odwrócona osmoza
Układ odwróconej osmozy składa się z pustego w środku włókna, a materiał membrany jest spiralnie owinięty wokół włókna. Włókna te są ze sobą związane, aby zwiększyć powierzchnię odwróconej osmozy. Gdy płynąca woda zostanie poddana działaniu wysokiego ciśnienia, woda i małe cząsteczki przechodzą przez półprzepuszczalną membranę. To zatrzymuje duże cząstki i resztę niepożądanych cząstek. Przefiltrowana woda jest następnie przekazywana do dalszej obróbki.
Membrany RO mogą odfiltrować praktycznie wszystkie cząsteczki, w tym zarazki, materię organiczną, jony i inne cząstki stałe. Technika odwróconej osmozy umożliwia filtrację dużych cząsteczek o masie cząsteczkowej> 300 Da.
Zalety odwróconej osmozy w oczyszczaniu wody to:
- Opłacalność.
- Może odfiltrować prawie wszystkie cząsteczki, w tym jony i metale ciężkie.
- Może być stosowany do usuwania radioaktywnych cząstek z próbek wody.
- Zużycie środków chemicznych jest zminimalizowane.
Jakie są podobieństwa między ultrafiltracją a odwróconą osmozą?
- Obie są technikami oczyszczania wody opartymi na fizycznej separacji / filtracji.
- Oba wykorzystują membrany w procedurze filtracji.
- Oba zestawy są wykonane z pustego włókna pokrytego membraną.
- W obu procedurach cząstki stałe, w tym substancje organiczne, nieorganiczne, jony, drobnoustroje i drobne cząsteczki kurzu lub zarazków są odfiltrowywane i zatrzymywane.
- Membrany stosowane w obu technikach są wykonane z materiału celulozowego lub syntetycznego materiału węglowego.
Jaka jest różnica między ultrafiltracją a odwróconą osmozą?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Ultrafiltracja a odwrócona osmoza |
|
| Ultrafiltracja to proces, w którym woda jest filtrowana przez filtr membranowy w celu oddzielenia cząsteczek obecnych w próbce wody. | Odwrócona osmoza to proces, w którym woda przechodzi przez półprzepuszczalną membranę wbrew gradientowi stężeń, który jest ułatwiony przez wysokie ciśnienie. |
| Masa cząsteczkowa oddzielonych cząstek | |
| 103-106 Da | > 300 Da |
| Zalety | |
|
|
Podsumowanie - ultrafiltracja a odwrócona osmoza
Techniki ultrafiltracji i odwróconej osmozy są stosowane w dalszej obróbce wody pitnej. Głównym celem obu tych technik jest zapewnienie bezpiecznej wody pitnej dla społeczeństwa. Ultrafiltracja wykorzystuje filtr membranowy do odfiltrowywania bardzo drobnych cząstek, a zwłaszcza mikroorganizmów. Odwrócona osmoza może odfiltrować duże cząsteczki, dzięki czemu jest bardziej opłacalna i wydajna.
Pobierz wersję PDF ultrafiltracji a odwrócona osmoza
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej w trybie offline, zgodnie z notą cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między ultrafiltracją a odwróconą osmozą
