Peamine erinevus – ultrafiltreerimine vs pöördosmoos
Vee puhastamine on kogukonnale puhta vee pakkumisel oluline protsess. Veepuhastusprotsessis on palju etappe, mis hõlmavad bioloogilisi, keemilisi ja füüsikalisi protseduure. Ultrafiltreerimine on protsess, mille käigus vesi filtreeritakse läbi membraanfiltri, et eraldada veeproovis olevad molekulid, mille molekulmass on vahemikus 103–106 Da. Pöördosmoos on protseduur, mille käigus vesi lastakse läbi poolläbilaskva membraani kontsentratsioonigradienti vastu. Pöördosmoosi membraan on võimeline tõrjuma osakesi, mille molekulmass on >300 Da. Peamine erinevus nende kahe protseduuri vahel on kahest membraanist filtreeritud osakeste suurus. Ultrafiltreerimine filtreerib väiksema molekulmassiga väiksemaid molekule, samas kui pöördosmoos suudab välja filtreerida suurema molekulmassiga suuremad molekulid.
Mis on ultrafiltreerimine?
Ultrafiltreerimine (UF) on teatud tüüpi membraanfiltreerimine. See kasutab hüdrostaatilist rõhku, et suruda vedeliku-veeproovi läbi poolläbilaskva membraani. Membraan koosneb nitrotselluloosist, mille pooride suurus on umbes 0,22 µm või 0,45 µm. Ultrafiltreerimist kasutatakse peamiselt bakterite ja muude proovist organismide eemaldamiseks. Seda kasutatakse ka väikeste ioonide, madala molekulmassiga osakeste ja orgaanilise aine eemaldamiseks, mis annavad veele värvi, maitse ja lõhna.
Joonis 01: Ultrafiltreerimine
Ultrafiltratsiooni seadistus kasutab õõnsat pikka kiudu, mis koosneb membraansest materjalist. Toitevesi voolab kas raku sees või kiu luumenis. Veevool läbi membraanfiltri pooride võimaldab hõljuvatel lahustunud ainetel ja osakestel kinni hoida. Filtreeritud vesi ja madala molekulmassiga osakesed läbivad membraani. Väljalaskevesi läbib seejärel muid allavoolu puhastusprotseduure, sealhulgas keemilisi töötlusi.
Ultrafiltrimise protsessi kasutatakse ideaalselt makromolekulaarsete (103–106 Da) lahuste, eriti valgulahuste puhastamiseks ja kontsentreerimiseks. Eraldamise peamine põhimõte põhineb suurusel. Materjal, milles membraan on valmistatud, võib mõnikord samuti mõjutada filtreerimise kiirust ja tõhusust.
Ultrafiltratsiooni peamised eelised on:
- Selles ei kasutata puhastamiseks kemikaale.
- See põhineb lihtsal suuruse eraldamise protsessil.
- Seda saab kasutada nii osakeste kui ka mikroorganismide eemaldamiseks.
- Seda saab automatiseerida.
Mis on pöördosmoos?
Pöördosmoos on protsess, kus süsteemile rakendatakse hüdraulilisest rõhust suuremat rõhku, et võimaldada vee liikumist läbi poolläbilaskva membraani. Liikumine toimub kontsentratsiooni gradiendi vastu. Pöördosmoosi puhul kasutatavaid membraane nimetatakse pöördosmoosi (RO) membraanideks. Materjalid, mida tavaliselt kasutatakse kaubanduslike RO membraanide valmistamiseks, on polüamiid õhukese kile komposiidid (TFC), tselluloosatsetaat (CA) ja tselluloostriatsetaat (CTA). Sõltuv alt membraanimaterjali tüübist muutub tehnika efektiivsus ja kiirus.
Joonis 02: pöördosmoos
Pöördosmoosi seadistus koosneb õõneskiust, mille membraanimaterjal on keerutatud spiraalselt ümber kiu. Need kiud on omavahel seotud, et suurendada pöördosmoosi pindala. Kui voolav vesi on allutatud kõrgele rõhule, läbivad vesi ja väikesed molekulid läbi poolläbilaskva membraani. See säilitab suured osakesed ja ülejäänud soovimatud osakesed. Seejärel suunatakse filtreeritud vesi edasiseks töötlemiseks.
RO membraanid suudavad filtreerida välja peaaegu kõik osakesed, sealhulgas mikroobe, orgaanilist ainet, ioone ja muid tahkeid osakesi. Pöördosmoosi tehnikaga on võimalik filtreerida suuri molekule kuni molekulmassiga >300 Da.
Pöördosmoosi eelised vee puhastamisel on järgmised:
- Tasutõhusus.
- Võib välja filtreerida peaaegu kõik osakesed, sealhulgas ioonid ja raskmetallid.
- Saab kasutada radioaktiivsete osakeste eemaldamiseks veeproovidest.
- Kemikaalide kasutamine on viidud miinimumini.
Millised on ultrafiltratsiooni ja pöördosmoosi sarnasused?
- Mõlemad on veepuhastusmeetodid, mis põhinevad füüsilisel eraldamisel/filtreerimisel.
- Mõlemad kasutavad filtreerimisprotseduuris membraane.
- Mõlemad süsteemi seadistused on ette valmistatud õõneskiust, mis on kaetud membraaniga.
- Mõlema protseduuri puhul filtreeritakse tahked osakesed, sealhulgas orgaanilised, anorgaanilised ained, ioonid, mikroobid ja väikesed tolmu- või iduosakesed, välja ja säilitatakse.
- Mõlema tehnika puhul kasutatavad membraanid on valmistatud tselluloosmaterjalist või sünteetilisest süsinikmaterjalist.
Mis vahe on ultrafiltratsioonil ja pöördosmoosil?
Ultrafiltratsioon vs pöördosmoos |
|
| Ultrafiltreerimine on protsess, mille käigus vesi filtreeritakse läbi membraanfiltri, et eraldada veeproovis olevad molekulid. | Pöördosmoos on protsess, kus vesi juhitakse läbi poolläbilaskva membraani vastu kontsentratsioonigradienti, mida soodustab kõrge rõhk. |
| Eraldatud osakeste molekulmass | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Eelised | |
|
|
Kokkuvõte – ultrafiltreerimine vs pöördosmoos
Joogivee järgneval töötlemisel kasutatakse ultrafiltrimise ja pöördosmoosi tehnikaid. Mõlema tehnika peamine eesmärk on pakkuda avalikkusele ohutut joogivett. Ultrafiltreerimisel kasutatakse membraanfiltrit, et filtreerida välja väga väikesed osakesed ja eriti mikroorganismid. Pöördosmoos suudab välja filtreerida suured molekulid ja on seetõttu kulutõhusam ja tõhusam.
Laadige alla Ultrafiltratsiooni vs pöördosmoosi PDF-versioon
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkusele. Palun laadige PDF-versioon alla siit Ultrafiltratsiooni ja pöördosmoosi erinevus
