nyckelskillnad – ultrafiltrering vs omvänd osmos
Vattenrening är en viktig process för att tillhandahålla rent vatten till samhället. Det finns många steg involverade i vattenreningsprocessen som inkluderar biologiska, kemiska och fysikaliska procedurer. Ultrafiltrering är den process där vatten filtreras genom ett membranfilter för att separera ut molekyler som finns i vattenprovet som har en molekylvikt mellan 103 – 106 Da. Omvänd osmos är en procedur där vatten passerar genom ett semipermeabelt membran mot en koncentrationsgradient. Omvänd osmos-membranet kan avvisa partiklar som har en molekylvikt på >300 Da. Den viktigaste skillnaden mellan de två procedurerna är storleken på partiklarna som filtreras från de två membranen. Ultrafiltrering filtrerar mindre molekyler med låg molekylvikt medan omvänd osmos kan filtrera bort större molekyler med högre molekylvikt.
Vad är ultrafiltrering?
Ultrafiltrering (UF) är en typ av membranfiltrering. Den använder hydrostatiskt tryck för att tvinga vätske-vattenprov över det semipermeabla membranet. Membranet är sammansatt av nitrocellulosa med en liten porstorlek på cirka 0,22 µm eller 0,45 µm. Ultrafiltrering används främst för att avlägsna bakterier och andra organismer i provet. Det används också för att avlägsna små joner, lågmolekylära partiklar och organiskt material som ger vatten färg, smak och lukt.
Figur 01: Ultrafiltrering
Ultrafiltreringsuppsättningen använder en ihålig lång fiber som består av ett membranmaterial. Matarvattnet strömmar antingen in i cellen eller i fiberns lumen. Vattenflödet genom membranfiltrets porer gör att de suspenderade lösta ämnena och partiklarna kan behållas. Det filtrerade vattnet och partiklarna med låg molekylvikt passerar genom membranet. Utloppsvattnet genomgår sedan andra nedströmsreningsprocedurer som inkluderar kemiska behandlingsprocedurer.
Processen med ultrafiltrering används idealiskt för att rena och koncentrera makromolekylära (103 – 106 Da) lösningar, särskilt proteinlösningar. Den primära principen för separation baseras på storleken. Materialet som membranet är framställt i kan också ibland ha inverkan på filtreringshastigheten och effektiviteten.
De främsta fördelarna med ultrafiltrering är;
- Den använder inga kemikalier för att rena.
- Det är baserat på den enkla processen för storleksseparering.
- Den kan användas för att ta bort både partiklar och mikroorganismer.
- Det kan automatiseras.
Vad är omvänd osmos?
Omvänd osmos är den process där ett tryck som är större än det hydrauliska trycket appliceras på systemet för att tillåta rörelse av vatten genom ett semipermeabelt membran. Rörelsen sker mot en koncentrationsgradient. Membranen som används vid omvänd osmos kallas omvänd osmos (RO)-membran. De material som vanligtvis används för att framställa kommersiella RO-membran är polyamid tunnfilmskompositer (TFC), cellulosaacetat (CA) och cellulosatriacetat (CTA). Beroende på typen av membranmaterial ändras effektiviteten och hastigheten på tekniken.
Figur 02: Omvänd osmos
Inställningen för omvänd osmos består av en ihålig fiber med membranmaterialet spirallindat runt fibern. Dessa fibrer är sammanbundna för att öka ytan för omvänd osmos. När väl det strömmande vattnet utsätts för högt tryck passerar vattnet och små molekyler genom det semipermeabla membranet. Detta håller kvar de stora partiklarna och resten av de oönskade partiklarna. Det filtrerade vattnet leds sedan för bearbetning nedströms.
RO-membran kan filtrera bort praktiskt taget alla partiklar inklusive bakterier, organiskt material, joner och andra partiklar. Filtrering av stora molekyler upp till en molekylvikt på >300 Da är möjlig med omvänd osmosteknik.
Fördelarna med omvänd osmos vid vattenrening är
- Kostnadseffektivitet.
- Kan filtrera bort nästan alla partiklar inklusive joner och tungmetaller.
- Kan användas för att eliminera radioaktiva partiklar från vattenprover.
- Kemikalieanvändning minimeras.
Vilka är likheterna mellan ultrafiltrering och omvänd osmos?
- Båda är vattenreningstekniker baserade på fysisk separation/filtrering.
- Båda använder membran i filtreringsproceduren.
- Båda systeminställningarna är förberedda i en ihålig fiber belagd med membranet.
- I båda procedurerna filtreras partiklar, inklusive organiska, oorganiska ämnen, joner, mikrober och små damm- eller bakteriepartiklar bort och hålls kvar.
- Membranen som används i båda teknikerna är gjorda av ett cellulosamaterial eller ett syntetiskt kolmaterial.
Vad är skillnaden mellan ultrafiltrering och omvänd osmos?
Ultrafiltrering vs omvänd osmos |
|
| Ultrafiltrering är den process där vatten filtreras genom ett membranfilter för att separera ut molekyler som finns i vattenprovet. | Omvänd osmos är den process där vattnet passerar genom ett semipermeabelt membran mot koncentrationsgradienten som underlättas av högt tryck. |
| Molekylvikt för separerade partiklar | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Fördelar | |
|
|
Sammanfattning – Ultrafiltrering vs omvänd osmos
Teknikerna ultrafiltrering och omvänd osmos används i nedströms bearbetning av dricksvatten. Huvudsyftet med båda dessa tekniker är att tillhandahålla säkert dricksvatten för allmänheten. Ultrafiltrering använder ett membranfilter för att filtrera bort mycket små partiklar och speciellt mikroorganismer. Omvänd osmos kan filtrera bort stora molekyler och är därför mer kostnadseffektiv och effektiv.
Ladda ner PDF-versionen av Ultrafiltration vs Reverse Osmosis
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-versionen här Skillnaden mellan ultrafiltrering och omvänd osmos
