Ključna razlika – Ultrafiltracija naspram reverzne osmoze
Pročišćavanje vode važan je proces u pružanju čiste vode zajednici. Mnogo je koraka uključenih u proces pročišćavanja vode koji uključuje biološke, kemijske i fizikalne postupke. Ultrafiltracija je proces u kojem se voda filtrira kroz membranski filter kako bi se odvojile molekule prisutne u uzorku vode koji ima molekularnu težinu između 103 – 106 Da. Reverzna osmoza je postupak u kojem voda prolazi kroz polupropusnu membranu protiv koncentracijskog gradijenta. Membrana reverzne osmoze sposobna je odbaciti čestice koje imaju molekularnu težinu >300 Da. Ključna razlika između ta dva postupka je veličina čestica filtriranih iz dviju membrana. Ultrafiltracija filtrira manje molekule niske molekularne težine, dok reverzna osmoza može filtrirati veće molekule veće molekularne težine.
Što je ultrafiltracija?
Ultrafiltracija (UF) je vrsta membranske filtracije. Koristi hidrostatski tlak za tjeranje uzorka tekućine – vode preko polupropusne membrane. Membrana se sastoji od nitroceluloze s malom veličinom pora od oko 0,22 µm ili 0,45 µm. Ultrafiltracija se uglavnom koristi za uklanjanje bakterija i drugih organizama u uzorku. Također se koristi za uklanjanje malih iona, čestica niske molekularne težine i organskih tvari koje daju boju, okus i miris vodi.
Slika 01: Ultrafiltracija
Postavka ultrafiltracije koristi šuplja duga vlakna sastavljena od membranskog materijala. Voda za napajanje teče ili unutar ćelije ili u lumenu vlakna. Protok vode kroz pore membranskog filtra omogućit će zadržavanje suspendiranih otopljenih tvari i čestica. Filtrirana voda i čestice niske molekularne težine prolaze kroz membranu. Izlazna voda zatim prolazi druge nizvodne postupke pročišćavanja koji uključuju postupke kemijske obrade.
Proces ultrafiltracije idealno se koristi za pročišćavanje i koncentriranje makromolekularnih (103 – 106 Da) otopina, posebno otopina proteina. Primarni princip odvajanja temelji se na veličini. Materijal od kojeg je izrađena membrana također ponekad može utjecati na brzinu i učinkovitost filtracije.
Glavne prednosti ultrafiltracije su;
- Ne koristi kemikalije za pročišćavanje.
- Bazira se na jednostavnom procesu odvajanja veličine.
- Može se koristiti za uklanjanje čestica i mikroorganizama.
- Može se automatizirati.
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, učinkovitost i brzina tehnike se mijenjaju.
Slika 02: Reverzna osmoza
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.
RO membrane mogu filtrirati gotovo sve čestice uključujući klice, organsku tvar, ione i druge čestice. Tehnikom reverzne osmoze moguće je filtriranje velikih molekula do molekulske težine od >300 Da.
Prednosti reverzne osmoze u pročišćavanju vode su,
- 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 ultrafiltracije i reverzne osmoze?
- Obje su tehnike pročišćavanja vode temeljene na fizičkom odvajanju/filtraciji.
- Oboje koriste membrane u postupku filtracije.
- Obje postavke sustava pripremljene su u šupljim vlaknima obloženim membranom.
- U oba postupka, čestice uključujući organske, anorganske tvari, ione, mikrobe i male čestice prašine ili klica se filtriraju i zadržavaju.
- Membrane koje se koriste u obje tehnike izrađene su od celuloznog materijala ili sintetičkog ugljičnog materijala.
Koja je razlika između ultrafiltracije i reverzne osmoze?
Ultrafiltracija protiv reverzne osmoze |
|
| Ultrafiltracija je proces u kojem se voda filtrira kroz membranski filter kako bi se odvojile molekule prisutne u uzorku vode. | Reverzna osmoza je proces u kojem voda prolazi kroz polupropusnu membranu protiv koncentracijskog gradijenta koji je olakšan visokim tlakom. |
| Molekulska težina odvojenih čestica | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Prednosti | |
|
|
Sažetak – Ultrafiltracija u odnosu na reverznu osmozu
Tehnike ultrafiltracije i reverzne osmoze koriste se u daljnjoj obradi vode za piće. Glavna svrha obje ove tehnike je osigurati sigurnu pitku vodu za stanovništvo. Ultrafiltracija koristi membranski filter za filtriranje vrlo sitnih čestica, a posebno mikroorganizama. Reverzna osmoza može filtrirati velike molekule i stoga je isplativija i učinkovitija.
Preuzmite PDF verziju Ultrafiltracije protiv reverzne osmoze
Možete preuzeti PDF verziju ovog članka i koristiti ga za izvanmrežne svrhe prema napomeni o citatu. PDF verziju preuzmite ovdje Razlika između ultrafiltracije i reverzne osmoze
