Βασική διαφορά – Υπερδιήθηση έναντι αντίστροφης όσμωσης
Ο καθαρισμός του νερού είναι μια σημαντική διαδικασία για την παροχή καθαρού νερού στην κοινότητα. Υπάρχουν πολλά στάδια που εμπλέκονται στη διαδικασία καθαρισμού του νερού που περιλαμβάνει βιολογικές, χημικές και φυσικές διαδικασίες. Υπερδιήθηση είναι η διαδικασία κατά την οποία το νερό φιλτράρεται μέσω ενός φίλτρου μεμβράνης για να διαχωριστούν τα μόρια που υπάρχουν στο δείγμα νερού που έχει μοριακό βάρος μεταξύ 103 – 106 Da. Η αντίστροφη όσμωση είναι μια διαδικασία κατά την οποία το νερό διέρχεται από μια ημιπερατή μεμβράνη έναντι μιας βαθμίδας συγκέντρωσης. Η μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης είναι ικανή να απορρίπτει σωματίδια που έχουν μοριακό βάρος >300 Da. Η βασική διαφορά μεταξύ των δύο διαδικασιών είναι το μέγεθος των σωματιδίων που φιλτράρονται από τις δύο μεμβράνες. Η υπερδιήθηση φιλτράρει μικρότερα μόρια με χαμηλό μοριακό βάρος, ενώ η αντίστροφη όσμωση μπορεί να φιλτράρει μεγαλύτερα μόρια με υψηλότερο μοριακό βάρος.
Τι είναι η υπερδιήθηση;
Η υπερδιήθηση (UF) είναι ένας τύπος διήθησης μεμβράνης. Χρησιμοποιεί υδροστατική πίεση για να εξαναγκάσει δείγμα υγρού – νερού κατά μήκος της ημιπερατής μεμβράνης. Η μεμβράνη αποτελείται από νιτροκυτταρίνη με μικρό μέγεθος πόρων περίπου 0,22 μm ή 0,45 μm. Η υπερδιήθηση χρησιμοποιείται κυρίως για την απομάκρυνση βακτηρίων και άλλων οργανισμών στο δείγμα. Χρησιμοποιείται επίσης για την αφαίρεση μικρών ιόντων, σωματιδίων χαμηλού μοριακού βάρους και οργανικής ύλης που προσδίδουν χρώμα, γεύση και οσμή στο νερό.
Εικόνα 01: Υπερδιήθηση
Η ρύθμιση Ultrafiltration χρησιμοποιεί μια κοίλη μακριά ίνα που αποτελείται από ένα μεμβρανώδες υλικό. Το νερό τροφοδοσίας ρέει είτε μέσα στο κύτταρο είτε στον αυλό της ίνας. Η ροή του νερού μέσω των πόρων του φίλτρου μεμβράνης θα επιτρέψει στις αιωρούμενες διαλυμένες ουσίες και τα σωματίδια να συγκρατηθούν. Το φιλτραρισμένο νερό και τα σωματίδια χαμηλού μοριακού βάρους περνούν μέσα από τη μεμβράνη. Στη συνέχεια, το νερό εξόδου υποβάλλεται σε άλλες διαδικασίες καθαρισμού κατάντη, οι οποίες περιλαμβάνουν διαδικασίες χημικής επεξεργασίας.
Η διαδικασία της υπερδιήθησης χρησιμοποιείται ιδανικά για τον καθαρισμό και τη συμπύκνωση μακρομοριακών (103 – 106 Da) διαλυμάτων, ιδιαίτερα πρωτεϊνικών διαλυμάτων. Η κύρια αρχή του διαχωρισμού βασίζεται στο μέγεθος. Το υλικό στο οποίο παρασκευάζεται η μεμβράνη μπορεί επίσης μερικές φορές να έχει επίδραση στην ταχύτητα και την αποτελεσματικότητα διήθησης.
Τα κύρια πλεονεκτήματα της υπερδιήθησης είναι:
- Δεν χρησιμοποιεί χημικά για τον καθαρισμό.
- Βασίζεται στην απλή διαδικασία διαχωρισμού μεγεθών.
- Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση τόσο σωματιδίων όσο και μικροοργανισμών.
- Μπορεί να αυτοματοποιηθεί.
Τι είναι η αντίστροφη όσμωση;
Αντίστροφη όσμωση είναι η διαδικασία όπου μια πίεση μεγαλύτερη από την υδραυλική πίεση εφαρμόζεται στο σύστημα προκειμένου να επιτραπεί η κίνηση του νερού μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης. Η κίνηση λαμβάνει χώρα ενάντια σε μια κλίση συγκέντρωσης. Οι μεμβράνες που χρησιμοποιούνται στην αντίστροφη όσμωση ονομάζονται μεμβράνες αντίστροφης όσμωσης (RO). Τα υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως για την παρασκευή εμπορικών μεμβρανών RO είναι σύνθετα υλικά λεπτής μεμβράνης πολυαμιδίου (TFC), οξική κυτταρίνη (CA) και τριοξική κυτταρίνη (CTA). Ανάλογα με τον τύπο του υλικού της μεμβράνης, η απόδοση και η ταχύτητα της τεχνικής αλλάζουν.
Εικόνα 02: Αντίστροφη όσμωση
Η διάταξη αντίστροφης όσμωσης αποτελείται από μια κοίλη ίνα με το υλικό της μεμβράνης να τυλίγεται σπειροειδώς γύρω από την ίνα. Αυτές οι ίνες συνδέονται μεταξύ τους για να αυξήσουν την επιφάνεια για αντίστροφη όσμωση. Μόλις το ρέον νερό υποβληθεί σε υψηλή πίεση, το νερό και τα μικρά μόρια περνούν μέσα από την ημιπερατή μεμβράνη. Αυτό διατηρεί τα μεγάλα σωματίδια και τα υπόλοιπα ανεπιθύμητα σωματίδια. Το φιλτραρισμένο νερό περνά στη συνέχεια για επεξεργασία κατάντη.
Οι μεμβράνες RO μπορούν να φιλτράρουν σχεδόν όλα τα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων των μικροβίων, της οργανικής ύλης, των ιόντων και άλλων σωματιδίων. Η διήθηση μεγάλων μορίων μέχρι μοριακού βάρους >300 Da είναι δυνατή με την τεχνική αντίστροφης όσμωσης.
Τα πλεονεκτήματα της αντίστροφης όσμωσης στον καθαρισμό του νερού είναι,
- Κόστος-αποτελεσματικότητα.
- Μπορεί να φιλτράρει σχεδόν όλα τα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων των ιόντων και των βαρέων μετάλλων.
- Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξάλειψη ραδιενεργών σωματιδίων από δείγματα νερού.
- Η χρήση χημικών ελαχιστοποιείται.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της υπερδιήθησης και της αντίστροφης όσμωσης;
- Και οι δύο είναι τεχνικές καθαρισμού νερού που βασίζονται σε φυσικό διαχωρισμό/φιλτράρισμα.
- Και τα δύο χρησιμοποιούν μεμβράνες στη διαδικασία διήθησης.
- Και οι δύο ρυθμίσεις του συστήματος προετοιμάζονται σε μια κοίλη ίνα επικαλυμμένη με τη μεμβράνη.
- Και στις δύο διαδικασίες, τα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων οργανικών, ανόργανων ουσιών, ιόντων, μικροβίων και μικρών σωματιδίων σκόνης ή μικροβίων φιλτράρονται και διατηρούνται.
- Οι μεμβράνες που χρησιμοποιούνται και στις δύο τεχνικές είναι κατασκευασμένες από υλικό κυτταρίνης ή από συνθετικό υλικό άνθρακα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της υπερδιήθησης και της αντίστροφης όσμωσης;
Υπερδιήθηση εναντίον αντίστροφης όσμωσης |
|
| Υπερδιήθηση είναι η διαδικασία κατά την οποία το νερό φιλτράρεται μέσω ενός φίλτρου μεμβράνης για να διαχωριστούν τα μόρια που υπάρχουν στο δείγμα νερού. | Αντίστροφη όσμωση είναι η διαδικασία κατά την οποία το νερό διέρχεται από μια ημιπερατή μεμβράνη έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης που διευκολύνεται από την υψηλή πίεση. |
| Μοριακό βάρος διαχωρισμένων σωματιδίων | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Πλεονεκτήματα | |
|
|
Σύνοψη – Υπερδιήθηση έναντι αντίστροφης όσμωσης
Οι τεχνικές υπερδιήθησης και αντίστροφης όσμωσης χρησιμοποιούνται στην κατάντη επεξεργασία του πόσιμου νερού. Ο κύριος σκοπός και των δύο αυτών τεχνικών είναι να παρέχουν ασφαλές, πόσιμο νερό για το κοινό. Η υπερδιήθηση χρησιμοποιεί ένα φίλτρο μεμβράνης για να φιλτράρει πολύ λεπτά σωματίδια και ιδιαίτερα μικροοργανισμούς. Η αντίστροφη όσμωση μπορεί να φιλτράρει μεγάλα μόρια και ως εκ τούτου είναι πιο οικονομική και αποδοτική.
Κατεβάστε την έκδοση PDF του Ultrafiltration vs Reverse Osmosis
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ υπερδιήθησης και αντίστροφης όσμωσης
