Ključna razlika između ionske izmjene i reverzne osmoze je ta što je ionska izmjena fizikalno-kemijska metoda koja selektivno uklanja kontaminante učinkovitom izmjenom iona sličnih električnih naboja, dok je reverzna osmoza fizikalna metoda u kojoj voda prolazi kroz polupropusna membrana protiv gradijenta koncentracije, primjenom pritiska.
Pročišćavanje vode važan je proces u pružanju čiste vode zajednici. Mnogo je koraka uključenih u proces pročišćavanja vode, koji uključuju biološke, kemijske i fizikalne postupke. Ionska izmjena i reverzna osmoza dva su procesa koji se koriste u pročišćavanju vode. Oba uklanjaju otopljene krutine iz vode. Neki procesi pročišćavanja vode koriste kombinaciju obje metode. Štoviše, obje se obično koriste u raznim industrijama.
Što je ionska izmjena?
Ionska izmjena je tehnika koja se koristi u demineralizaciji otpadnih voda i omekšavanju kućne vode. U ovoj tehnici ioni se uklanjaju iz vodene otopine izmjenom s drugom ionskom vrstom. Na taj način, slabo vezani ioni mogu biti istisnuti ionskom vrstom koja se jako veže. Taj učinak nazivamo principom selektivnosti. Koristeći ovaj princip, neželjeni ioni u vodi se zamjenjuju drugim ionima tijekom tehnike ionske izmjene.
Tehnika ionske izmjene može se izvoditi u šaržnom ili kontinuiranom načinu rada. Primjenjuje se u pročišćavanju otpadnih voda za uklanjanje dušika, fosfora i teških metala. Štoviše, koristi se za selektivno uklanjanje specifičnih nečistoća i obnavljanje vrijednih metala u tragovima poput kroma, nikla, bakra, olova i kadmija iz ispuštanja industrijskog otpada.
Slika 01: Ionska izmjena
Smole za ionsku izmjenu izrađene su od malih poroznih kuglica koje su netopljive u vodi i organskim otapalima. Najrašireniji osnovni materijali su polistiren i poliakrilat. Štoviše, mnogi prirodni minerali, posebno minerali aluminij silikata, imaju to svojstvo ionske izmjene.
Što je reverzna osmoza?
Reverzna osmoza je proces u kojem se na sustav primjenjuje tlak veći od hidrauličkog tlaka kako bi se omogućilo kretanje vode kroz polupropusnu membranu. Kretanje se odvija protiv gradijenta koncentracije. Membrane koje se koriste u reverznoj osmozi nazivaju se membrane reverzne osmoze (RO). Materijali koji se obično koriste za pripremu komercijalnih RO membrana su poliamidni tankoslojni kompoziti (TFC), celulozni acetat (CA) i celulozni triacetat (CTA). Ovisno o vrsti materijala membrane, razlikuju se učinkovitost i brzina tehnike.
Postavka reverzne osmoze sastoji se od šupljih vlakana s membranskim materijalom koji je spiralno omotan oko vlakna. Ta su vlakna međusobno povezana kako bi se povećala površina za reverznu osmozu. Nakon što se voda koja teče podvrgne visokom tlaku, voda i male molekule prolaze kroz polupropusnu membranu. Time se zadržavaju velike čestice i ostatak neželjenih čestica. Filtrirana voda zatim ide na daljnju obradu.
Slika 02: Reverzna osmoza (A – Primijenjeni tlak B – Morska voda u C – Zagađivači D – Polupropusna membrana E – Izlazak pitke vode F – Distribucija)
RO membrane mogu filtrirati gotovo sve čestice uključujući klice, organsku tvar, ione i druge čestice. Tehnikom reverzne osmoze moguće je filtriranje velikih molekula do molekularne težine od >300 Da.
Prednosti reverzne osmoze u pročišćavanju vode
- Isplativost
- Može filtrirati gotovo sve čestice uključujući ione i teške metale
- Može se koristiti za uklanjanje radioaktivnih čestica iz uzoraka vode
- Upotreba kemikalija je svedena na minimum
Koje su sličnosti između ionske izmjene i obrnute osmoze?
- Ionska izmjena i reverzna osmoza dva su procesa koja se obično koriste u procesima pročišćavanja vode.
- Kombinacija obje metode osigurava visokokvalitetno pročišćavanje.
- Smole za ionsku izmjenu mogu se ugraditi ispred jedinice za reverznu osmozu.
- Uporaba obje metode ovisi o specifičnim prisutnim tvarima kao i ciljnoj čistoći tretiranog toka.
Koja je razlika između ionske izmjene i reverzne osmoze?
Ionska izmjena je fizikalno-kemijska metoda kojom se izmjenjuju ioni između tekuće faze i ionsko-izmjenjivačke smole. S druge strane, reverzna osmoza je proces u kojem voda prolazi kroz polupropusnu membranu protiv koncentracijskog gradijenta, što je olakšano visokim tlakom. Dakle, ovo je ključna razlika između ionske izmjene i reverzne osmoze. Ionska izmjena je fizikalno-kemijska metoda, dok je reverzna osmoza fizikalna metoda. Štoviše, proces ionske izmjene koristi smole ionske izmjene dok reverzna osmoza koristi membrane reverzne osmoze.
Infografika u nastavku tabelarno prikazuje razliku između ionske izmjene i reverzne osmoze.
Sažetak – Ionska izmjena u odnosu na reverznu osmozu
Ionska izmjena i reverzna osmoza dvije su tehnike koje se koriste u procesu pročišćavanja vode. Metoda ionske izmjene je fizikalno-kemijski proces kojim se izmjenjuju ioni (kontaminanti) u vodi pomoću ionsko-izmjenjivačke smole. Nasuprot tome, reverzna osmoza je fizikalna metoda koja filtrira gotovo sve zagađivače na temelju veličine. Kod reverzne osmoze voda prolazi kroz polupropusnu membranu. Reverzna osmoza koristi pritisak za potiskivanje vode kroz membranu. Ionska izmjena uklanja specifične tvari na temelju ionskih naboja, dok reverzna osmoza koristi proces isključivanja iona.
