Galvenā atšķirība - ultrafiltrācija pret reverso osmozi
Ūdens attīrīšana ir svarīgs process, lai nodrošinātu tīru ūdeni sabiedrībai. Ūdens attīrīšanas procesā ir iesaistīti daudzi soļi, kas ietver bioloģiskās, ķīmiskās un fizikālās procedūras. Ultrafiltrācija ir process, kurā ūdeni filtrē caur membrānfiltru, lai atdalītu ūdens paraugā esošās molekulas, kuru molekulmasa ir no 103 līdz 106 Da. Reversā osmoze ir procedūra, kurā ūdens tiek izvadīts caur daļēji caurlaidīgu membrānu pret koncentrācijas gradientu. Reversās osmozes membrāna spēj atgrūst daļiņas, kuru molekulmasa ir >300 Da. Galvenā atšķirība starp abām procedūrām ir no abām membrānām filtrēto daļiņu lielums. Ultrafiltrācija filtrē mazākas molekulas ar zemu molekulmasu, savukārt reversā osmoze var filtrēt lielākas molekulas ar lielāku molekulmasu.
Kas ir ultrafiltrācija?
Ultrafiltrācija (UF) ir membrānas filtrēšanas veids. Tas izmanto hidrostatisko spiedienu, lai izspiestu šķidruma – ūdens paraugu pāri puscaurlaidīgajai membrānai. Membrāna sastāv no nitrocelulozes ar nelielu poru izmēru aptuveni 0,22 µm vai 0,45 µm. Ultrafiltrāciju galvenokārt izmanto, lai paraugā noņemtu baktērijas un citus organismus. To izmanto arī mazu jonu, zemas molekulmasas daļiņu un organisko vielu noņemšanai, kas piešķir ūdenim krāsu, garšu un smaržu.
Attēls 01: Ultrafiltrācija
Ultrafiltrācijas iestatījumos tiek izmantota doba gara šķiedra, kas sastāv no membrānas materiāla. Barības ūdens plūst vai nu šūnas iekšpusē, vai šķiedras lūmenā. Ūdens plūsma caur membrānfiltra porām ļaus saglabāt suspendētās izšķīdušās vielas un daļiņas. Filtrētais ūdens un zemas molekulmasas daļiņas iziet cauri membrānai. Pēc tam izplūdes ūdenim tiek veiktas citas pakārtotas attīrīšanas procedūras, tostarp ķīmiskās apstrādes procedūras.
Ultrafiltrācijas process ir ideāli piemērots makromolekulāro (103–106 Da) šķīdumu, īpaši olb altumvielu šķīdumu, attīrīšanai un koncentrēšanai. Galvenais atdalīšanas princips ir balstīts uz izmēru. Materiāls, kurā tiek sagatavota membrāna, arī dažkārt var ietekmēt filtrēšanas ātrumu un efektivitāti.
Galvenās Ultrafiltrācijas priekšrocības ir:
- Tā attīrīšanai neizmanto ķīmiskas vielas.
- Tas ir balstīts uz vienkāršu izmēru atdalīšanas procesu.
- To var izmantot, lai noņemtu gan daļiņas, gan mikroorganismus.
- To var automatizēt.
Kas ir reversā osmoze?
Reversā osmoze ir process, kurā sistēmai tiek pielikts spiediens, kas ir lielāks par hidraulisko spiedienu, lai nodrošinātu ūdens kustību caur daļēji caurlaidīgu membrānu. Kustība notiek pret koncentrācijas gradientu. Membrānas, kas tiek izmantotas reversajā osmozē, tiek sauktas par reversās osmozes (RO) membrānām. Materiāli, ko parasti izmanto, lai sagatavotu komerciālas RO membrānas, ir poliamīda plānslāņa kompozīti (TFC), celulozes acetāts (CA) un celulozes triacetāts (CTA). Atkarībā no membrānas materiāla veida tiek mainīta tehnikas efektivitāte un ātrums.
Attēls 02: Reversā osmoze
Reversās osmozes iestatījums sastāv no dobas šķiedras, un membrānas materiāls ir spirāliski aptīts ap šķiedru. Šīs šķiedras ir savienotas kopā, lai palielinātu reversās osmozes virsmas laukumu. Kad plūstošais ūdens ir pakļauts augstam spiedienam, ūdens un mazās molekulas iziet cauri puscaurlaidīgajai membrānai. Tas saglabā lielās daļiņas un pārējās nevēlamās daļiņas. Pēc tam filtrētais ūdens tiek nodots tālākai apstrādei.
RO membrānas var izfiltrēt praktiski visas daļiņas, tostarp baktērijas, organiskās vielas, jonus un citas daļiņas. Lielu molekulu filtrēšana līdz molekulmasai >300 Da ir iespējama ar reversās osmozes metodi.
Apgrieztās osmozes priekšrocības ūdens attīrīšanā ir šādas:
- Izmaksu efektivitāte.
- Var filtrēt gandrīz visas daļiņas, tostarp jonus un smagos metālus.
- Var izmantot, lai izvadītu radioaktīvās daļiņas no ūdens paraugiem.
- Ķīmisko vielu lietošana ir samazināta līdz minimumam.
Kādas ir ultrafiltrācijas un reversās osmozes līdzības?
- Abas ir ūdens attīrīšanas metodes, kuru pamatā ir fiziska atdalīšana/filtrēšana.
- Abās filtrēšanas procedūrā tiek izmantotas membrānas.
- Abi sistēmas iestatījumi ir sagatavoti dobā šķiedrā, kas pārklāta ar membrānu.
- Abās procedūrās cietās daļiņas, tostarp organiskās, neorganiskās vielas, joni, mikrobi un sīkas putekļu vai mikrobu daļiņas, tiek filtrētas un paturētas.
- Abās tehnikās izmantotās membrānas ir izgatavotas no celulozes materiāla vai sintētiska oglekļa materiāla.
Kāda ir atšķirība starp ultrafiltrāciju un reverso osmozi?
Ultrafiltrācija pret reverso osmozi |
|
| Ultrafiltrācija ir process, kurā ūdeni filtrē caur membrānfiltru, lai atdalītu ūdens paraugā esošās molekulas. | Reversā osmoze ir process, kurā ūdens tiek izvadīts caur daļēji caurlaidīgu membrānu pret koncentrācijas gradientu, ko veicina augsts spiediens. |
| Atdalīto daļiņu molekulmasa | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Priekšrocības | |
|
|
Kopsavilkums - ultrafiltrācija pret reverso osmozi
Dzeramā ūdens pakārtotajā apstrādē tiek izmantotas ultrafiltrācijas un reversās osmozes metodes. Abu šo metožu galvenais mērķis ir nodrošināt sabiedrībai drošu, dzeramo ūdeni. Ultrafiltrācija izmanto membrānas filtru, lai filtrētu ļoti sīkas daļiņas un jo īpaši mikroorganismus. Reversā osmoze var filtrēt lielas molekulas, un tāpēc tā ir rentablāka un efektīvāka.
Lejupielādēt PDF versiju Ultrafiltrācija pret reverso osmozi
Varat lejupielādēt šī raksta PDF versiju un izmantot to bezsaistē saskaņā ar atsauces piezīmi. Lūdzu, lejupielādējiet PDF versiju šeit Atšķirība starp ultrafiltrāciju un reverso osmozi
