Kľúčový rozdiel - ultrafiltrácia vs reverzná osmóza
Čistenie vody je dôležitý proces pri poskytovaní čistej vody komunite. Do procesu čistenia vody patrí veľa krokov, ktoré zahŕňajú biologické, chemické a fyzikálne postupy. Ultrafiltrácia je proces, pri ktorom sa voda filtruje cez membránový filter, aby sa oddelili molekuly prítomné vo vzorke vody, ktoré majú molekulovú hmotnosť medzi 103 - 106 Da. Reverzná osmóza je postup, pri ktorom voda prechádza semipermeabilnou membránou proti koncentračnému gradientu. Membrána reverznej osmózy je schopná odmietnuť častice, ktoré majú molekulovú hmotnosť> 300 Da. Kľúčovým rozdielom medzi týmito dvoma postupmi je veľkosť častíc odfiltrovaných z dvoch membrán. Ultrafiltrácia filtruje menšie molekuly s nízkou molekulovou hmotnosťou, zatiaľ čo reverzná osmóza dokáže odfiltrovať väčšie molekuly s vyššou molekulovou hmotnosťou.
OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je ultrafiltrácia
3. Čo je reverzná osmóza
4. Podobnosti medzi ultrafiltráciou a reverznou osmózou
5. Porovnanie vedľa seba - ultrafiltrácia vs. reverzná osmóza v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie
Čo je ultrafiltrácia?
Ultrafiltrácia (UF) je typ membránovej filtrácie. Používa hydrostatický tlak na vynútenie vzorky kvapaliny - vody cez polopriepustnú membránu. Membrána je zložená z nitrocelulózy s malými veľkosťami pórov asi 0,22 um alebo 0,45 um. Ultrafiltrácia sa používa hlavne na odstránenie baktérií a iných organizmov zo vzorky. Používa sa tiež na odstránenie malých iónov, nízkomolekulárnych častíc a organických látok, ktoré dodávajú vode farbu, chuť a zápach.
Obrázok 01: Ultrafiltrácia
Ultrafiltračné zariadenie využíva duté dlhé vlákno zložené z membránového materiálu. Napájacia voda prúdi buď vo vnútri bunky, alebo v lúmene vlákna. Prietok vody cez póry membránového filtra umožní zadržanie rozpustených látok a častíc. Filtrovaná voda a častice s nízkou molekulovou hmotnosťou prechádzajú membránou. Voda na výstupe potom prechádza ďalšími postupmi čistenia po prúde, ktoré zahŕňajú postupy chemického spracovania.
Proces ultrafiltrácie sa ideálne používa na čistenie a koncentráciu makromolekulárnych (103 - 106 Da) roztokov, najmä proteínových roztokov. Primárny princíp separácie je založený na veľkosti. Materiál, z ktorého je pripravená membrána, môže tiež niekedy mať vplyv na rýchlosť a účinnosť filtrácie.
Hlavné výhody ultrafiltrácie sú;
- Na čistenie nepoužíva chemikálie.
- Je založený na jednoduchom procese oddelenia veľkosti.
- Môže sa použiť na odstránenie častíc aj mikroorganizmov.
- Dá sa to automatizovať.
Čo je reverzná osmóza?
Reverzná osmóza je proces, pri ktorom sa na systém aplikuje tlak väčší ako hydraulický, aby sa umožnil pohyb vody cez polopriepustnú membránu. Pohyb prebieha proti koncentračnému gradientu. Membrány, ktoré sa používajú pri reverznej osmóze, sa nazývajú membrány reverznej osmózy (RO). Materiály, ktoré sa bežne používajú na prípravu komerčných RO membrán, sú polyamidové tenkovrstvové kompozity (TFC), acetát celulózy (CA) a triacetát celulózy (CTA). Účinnosť a rýchlosť techniky sa mení v závislosti od typu membránového materiálu.
Obrázok 02: Reverzná osmóza
Nastavenie reverznej osmózy sa skladá z dutého vlákna, pričom membránový materiál je špirálovito navinutý okolo vlákna. Tieto vlákna sú navzájom spojené, aby sa zväčšil povrch pre reverznú osmózu. Len čo je tečúca voda vystavená vysokému tlaku, voda a malé molekuly prechádzajú polopriepustnou membránou. Takto sa zachovajú veľké častice a zvyšok nežiaducich častíc. Prefiltrovaná voda sa potom vedie na ďalšie spracovanie.
Membrány RO dokážu odfiltrovať prakticky všetky častice vrátane choroboplodných zárodkov, organických látok, iónov a iných častíc. Filtrácia veľkých molekúl až do molekulovej hmotnosti> 300 Da je možná technikou reverznej osmózy.
Výhody reverznej osmózy pri čistení vody sú:
- Efektivita nákladov.
- Dokáže odfiltrovať takmer všetky častice vrátane iónov a ťažkých kovov.
- Môže byť použitý na elimináciu rádioaktívnych častíc zo vzoriek vody.
- Chemické použitie je minimalizované.
Aké sú podobnosti medzi ultrafiltráciou a reverznou osmózou?
- Obidve sú techniky čistenia vody založené na fyzikálnej separácii / filtrácii.
- Obidve membrány využívajú filtračný postup.
- Obidve usporiadania systému sú pripravené z dutého vlákna pokrytého membránou.
- Pri obidvoch postupoch sa odfiltrujú a zadržiavajú častice vrátane organických, anorganických látok, iónov, mikróbov a malého prachu alebo zárodočných častíc.
- Membrány použité v obidvoch technikách sú vyrobené z celulózového materiálu alebo syntetického uhlíkového materiálu.
Aký je rozdiel medzi ultrafiltráciou a reverznou osmózou?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Ultrafiltrácia vs reverzná osmóza |
|
| Ultrafiltrácia je proces, pri ktorom sa voda filtruje cez membránový filter, aby sa oddelili molekuly prítomné vo vzorke vody. | Reverzná osmóza je proces, pri ktorom voda prechádza polopriepustnou membránou proti koncentračnému gradientu, ktorý je uľahčený vysokým tlakom. |
| Molekulová hmotnosť oddelených častíc | |
| 103 -106 Da | > 300 da |
| Výhody | |
|
|
Zhrnutie - ultrafiltrácia vs reverzná osmóza
Pri následnom spracovaní pitnej vody sa používajú techniky ultrafiltrácie a reverznej osmózy. Hlavným účelom oboch týchto techník je zabezpečiť bezpečnú pitnú vodu pre verejnosť. Ultrafiltrácia využíva membránový filter na odfiltrovanie veľmi malých častíc a najmä mikroorganizmov. Reverzná osmóza môže odfiltrovať veľké molekuly, a preto je nákladovo efektívnejšia a efektívnejšia.
Stiahnite si verziu Ultrafiltrácia vs reverzná osmóza vo formáte PDF
Môžete si stiahnuť verziu tohto článku vo formáte PDF a použiť ho na offline účely podľa citačnej poznámky. Stiahnite si tu PDF verziu. Rozdiel medzi ultrafiltráciou a reverznou osmózou
