Klíčový rozdíl - ultrafiltrace vs. reverzní osmóza
Čištění vody je důležitým procesem při zajišťování čisté vody pro komunitu. V procesu čištění vody je zahrnuto mnoho kroků, které zahrnují biologické, chemické a fyzikální postupy. Ultrafiltrace je proces, při kterém se voda filtruje přes membránový filtr k oddělení molekul přítomných ve vzorku vody, který má molekulovou hmotnost mezi 103 - 106 Da. Reverzní osmóza je postup, při kterém voda prochází polopropustnou membránou proti koncentračnímu gradientu. Membrána reverzní osmózy je schopna odmítat částice, které mají molekulovou hmotnost> 300 Da. Klíčovým rozdílem mezi těmito dvěma postupy je velikost částic filtrovaných ze dvou membrán. Ultrafiltrace filtruje menší molekuly s nízkou molekulovou hmotností, zatímco reverzní osmóza může odfiltrovat větší molekuly s vyšší molekulovou hmotností.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je ultrafiltrace
3. Co je reverzní osmóza
4. Podobnosti mezi ultrafiltrací a reverzní osmózou
5. Porovnání vedle sebe - ultrafiltrace versus reverzní osmóza v tabulce
6. Shrnutí
Co je ultrafiltrace?
Ultrafiltrace (UF) je typ membránové filtrace. Využívá hydrostatický tlak k vytlačování vzorku kapalina - voda přes polopropustnou membránu. Membrána je složena z nitrocelulózy s malou velikostí pórů asi 0,22 um nebo 0,45 um. Ultrafiltrace se používá hlavně k odstranění bakterií a jiných organismů ve vzorku. Používá se také k odstranění malých iontů, nízkomolekulárních částic a organických látek, které dodávají vodě barvu, chuť a zápach.
Obrázek 01: Ultrafiltrace
Nastavení ultrafiltrace využívá duté dlouhé vlákno složené z membránového materiálu. Napájecí voda proudí buď uvnitř buňky, nebo v lumen vlákna. Tok vody póry membránového filtru umožní zadržení rozpuštěných látek a částic. Filtrovaná voda a částice s nízkou molekulovou hmotností procházejí membránou. Odtoková voda poté prochází dalšími následnými postupy čištění, které zahrnují postupy chemického zpracování.
Proces ultrafiltrace se ideálně používá k čištění a koncentraci makromolekulárních (103 - 106 Da) roztoků, zejména proteinových roztoků. Primární princip separace je založen na velikosti. Materiál, ze kterého je membrána připravena, může také někdy mít vliv na rychlost a účinnost filtrace.
Hlavní výhody ultrafiltrace jsou;
- K čištění nepoužívá chemikálie.
- Je založen na jednoduchém procesu oddělení velikosti.
- Může být použit k odstranění jak částic, tak mikroorganismů.
- Může to být automatizované.
Co je reverzní osmóza?
Reverzní osmóza je proces, při kterém se na systém aplikuje tlak vyšší než hydraulický tlak, aby se umožnil pohyb vody polopropustnou membránou. Pohyb probíhá proti koncentračnímu gradientu. Membrány, které se používají při reverzní osmóze, se nazývají membrány pro reverzní osmózu (RO). Materiály, které se běžně používají k přípravě komerčních RO membrán, jsou polyamidové tenkovrstvé kompozity (TFC), acetát celulózy (CA) a triacetát celulózy (CTA). V závislosti na typu membránového materiálu se mění účinnost a rychlost techniky.
Obrázek 02: Reverzní osmóza
Nastavení reverzní osmózy se skládá z dutého vlákna, přičemž membránový materiál je spirálovitě navinut kolem vlákna. Tato vlákna jsou navzájem spojena, aby se zvětšila povrchová plocha pro reverzní osmózu. Jakmile je tekoucí voda vystavena vysokému tlaku, voda a malé molekuly procházejí polopropustnou membránou. To udrží velké částice a zbytek nežádoucích částic. Přefiltrovaná voda se potom vede k následnému zpracování.
RO membrány mohou odfiltrovat prakticky všechny částice včetně choroboplodných zárodků, organické hmoty, iontů a dalších pevných částic. Filtrace velkých molekul až do molekulové hmotnosti> 300 Da je možná technikou reverzní osmózy.
Výhody reverzní osmózy při čištění vody jsou:
- Efektivita nákladů.
- Dokáže odfiltrovat téměř všechny částice včetně iontů a těžkých kovů.
- Může být použit k eliminaci radioaktivních částic ze vzorků vody.
- Chemické použití je minimalizováno.
Jaké jsou podobnosti mezi ultrafiltrací a reverzní osmózou?
- Oba jsou techniky čištění vody založené na fyzikální separaci / filtraci.
- Oba využívají při filtraci membrány.
- Obě sestavy systému jsou připraveny z dutého vlákna potaženého membránou.
- V obou postupech jsou částice včetně organických, anorganických látek, iontů, mikrobů a drobných prachových nebo zárodečných částic odfiltrovány a zadrženy.
- Membrány použité v obou technikách jsou vyrobeny z celulózového materiálu nebo syntetického uhlíkového materiálu.
Jaký je rozdíl mezi ultrafiltrací a reverzní osmózou?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Ultrafiltrace vs reverzní osmóza |
|
| Ultrafiltrace je proces, při kterém se voda filtruje přes membránový filtr k oddělení molekul přítomných ve vzorku vody. | Reverzní osmóza je proces, při kterém voda prochází polopropustnou membránou proti koncentračnímu gradientu, který usnadňuje vysoký tlak. |
| Molekulová hmotnost oddělených částic | |
| 103 -106 Da | > 300 da |
| Výhody | |
|
|
Shrnutí - Ultrafiltrace vs reverzní osmóza
Při následném zpracování pitné vody se používají techniky ultrafiltrace a reverzní osmózy. Hlavním účelem obou těchto technik je zajistit bezpečnou pitnou vodu pro veřejnost. Ultrafiltrace používá membránový filtr k odfiltrování velmi drobných částic a zejména mikroorganismů. Reverzní osmóza může odfiltrovat velké molekuly, a proto je nákladově efektivnější a efektivnější.
Stáhněte si verzi Ultrafiltrace vs. reverzní osmóza ve formátu PDF
Můžete si stáhnout verzi tohoto článku ve formátu PDF a použít jej pro offline účely podle citace. Stáhněte si zde PDF verzi. Rozdíl mezi ultrafiltrací a reverzní osmózou
