Ключевая разница – ультрафильтрация и обратный осмос
Очистка воды является важным процессом в обеспечении населения чистой водой. Процесс очистки воды включает в себя множество этапов, включая биологические, химические и физические процедуры. Ультрафильтрация - это процесс, при котором вода фильтруется через мембранный фильтр для отделения присутствующих в пробе воды молекул с молекулярной массой от 103 до 106 Да. Обратный осмос - это процедура, при которой вода проходит через полупроницаемую мембрану против градиента концентрации. Мембрана обратного осмоса способна задерживать частицы с молекулярной массой 6 433 452 300 Да. Ключевое различие между этими двумя процедурами заключается в размере частиц, отфильтрованных с двух мембран. Ультрафильтрация отфильтровывает более мелкие молекулы с низкой молекулярной массой, тогда как обратный осмос может отфильтровывать более крупные молекулы с более высокой молекулярной массой.
Что такое ультрафильтрация?
Ультрафильтрация (УФ) – разновидность мембранной фильтрации. Он использует гидростатическое давление, чтобы протолкнуть жидкую пробу воды через полупроницаемую мембрану. Мембрана состоит из нитроцеллюлозы с небольшим размером пор около 0,22 мкм или 0,45 мкм. Ультрафильтрация в основном используется для удаления бактерий и других организмов из пробы. Он также используется для удаления малых ионов, низкомолекулярных частиц и органических веществ, которые придают воде цвет, вкус и запах.
Рисунок 01: Ультрафильтрация
Установка для ультрафильтрации использует полое длинное волокно, состоящее из мембранного материала. Питательная вода течет либо внутрь клетки, либо в просвет волокна. Поток воды через поры мембранного фильтра позволит задерживать взвешенные вещества и частицы. Отфильтрованная вода и низкомолекулярные частицы проходят через мембрану. Затем вода на выходе подвергается другим последующим процедурам очистки, включая процедуры химической обработки.
Процесс ультрафильтрации идеально подходит для очистки и концентрирования растворов макромолекул (103 – 106 Да), особенно белковых растворов. Основной принцип разделения основан на размере. Материал, из которого изготовлена мембрана, также иногда может влиять на скорость и эффективность фильтрации.
Основные преимущества ультрафильтрации:
- Для очистки не используются химические вещества.
- Он основан на простом процессе разделения по размеру.
- Его можно использовать для удаления как частиц, так и микроорганизмов.
- Это можно автоматизировать.
Что такое обратный осмос?
Обратный осмос – это процесс, при котором давление, превышающее гидравлическое давление, подается в систему, чтобы обеспечить движение воды через полупроницаемую мембрану. Движение происходит против градиента концентрации. Мембраны, которые используются в обратном осмосе, называются мембранами обратного осмоса (RO). Материалы, которые обычно используются для изготовления коммерческих мембран обратного осмоса, представляют собой тонкопленочные полиамидные композиты (TFC), ацетат целлюлозы (CA) и триацетат целлюлозы (CTA). В зависимости от типа материала мембраны меняется эффективность и скорость техники.
Рисунок 02: Обратный осмос
Установка обратного осмоса состоит из полого волокна, вокруг которого спирально намотана мембрана. Эти волокна связаны вместе, чтобы увеличить площадь поверхности для обратного осмоса. Когда текущая вода подвергается высокому давлению, вода и небольшие молекулы проходят через полупроницаемую мембрану. Это удерживает крупные частицы и остальные нежелательные частицы. Затем отфильтрованная вода направляется на дальнейшую обработку.
Мембраны обратного осмоса могут отфильтровывать практически все частицы, включая микробы, органические вещества, ионы и другие твердые частицы. Фильтрация крупных молекул с молекулярной массой до 6 433 452 300 Да возможна с помощью метода обратного осмоса.
Преимущества обратного осмоса в очистке воды:
- Экономичность.
- Может отфильтровывать почти все частицы, включая ионы и тяжелые металлы.
- Может использоваться для удаления радиоактивных частиц из проб воды.
- Использование химикатов сведено к минимуму.
Каковы сходства между ультрафильтрацией и обратным осмосом?
- Оба метода очистки воды основаны на физическом разделении/фильтрации.
- В обоих случаях в процессе фильтрации используются мембраны.
- Обе конфигурации системы изготовлены из полого волокна, покрытого мембраной.
- В обеих процедурах отфильтровываются и удерживаются твердые частицы, включая органические и неорганические вещества, ионы, микробы и мелкие частицы пыли или микробов.
- Мембраны, используемые в обоих методах, изготовлены из целлюлозного материала или синтетического углеродного материала.
В чем разница между ультрафильтрацией и обратным осмосом?
Ультрафильтрация против обратного осмоса |
|
| Ультрафильтрация - это процесс, при котором вода фильтруется через мембранный фильтр для отделения молекул, присутствующих в пробе воды. | Обратный осмос – это процесс, при котором вода проходит через полупроницаемую мембрану против градиента концентрации, чему способствует высокое давление. |
| Молекулярный вес разделенных частиц | |
| 103 -106 Да | >300 Da |
| Преимущества | |
|
|
Резюме – Сравнение ультрафильтрации и обратного осмоса
Технологии ультрафильтрации и обратного осмоса используются для последующей обработки питьевой воды. Основная цель обоих этих методов - обеспечить население безопасной питьевой водой. Ультрафильтрация использует мембранный фильтр для фильтрации мельчайших частиц и особенно микроорганизмов. Обратный осмос может отфильтровывать большие молекулы и, следовательно, более экономичен и эффективен.
Загрузить PDF-версию ультрафильтрации и обратного осмоса
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между ультрафильтрацией и обратным осмосом
