Nøkkelforskjell – Ultrafiltrering vs omvendt osmose
Vannrensing er en viktig prosess for å gi rent vann til samfunnet. Det er mange trinn involvert i vannrenseprosessen som inkluderer biologiske, kjemiske og fysiske prosedyrer. Ultrafiltrering er prosessen der vann filtreres gjennom et membranfilter for å skille ut molekyler som er tilstede i vannprøven som har en molekylvekt mellom 103 – 106 Da. Omvendt osmose er en prosedyre der vann føres gjennom en semipermeabel membran mot en konsentrasjonsgradient. Omvendt osmose-membranen er i stand til å avvise partikler som har en molekylvekt på >300 Da. Hovedforskjellen mellom de to prosedyrene er størrelsen på partiklene som filtreres fra de to membranene. Ultrafiltrering filtrerer mindre molekyler med lav molekylvekt, mens omvendt osmose kan filtrere ut større molekyler med høyere molekylvekt.
Hva er ultrafiltrering?
Ultrafiltrering (UF) er en type membranfiltrering. Den bruker hydrostatisk trykk for å tvinge væske-vannprøve over den semipermeable membranen. Membranen er sammensatt av nitrocellulose med en liten porestørrelse på ca. 0,22 µm eller 0,45 µm. Ultrafiltrering brukes hovedsakelig for å fjerne bakterier og andre organismer i prøven. Den brukes også til å fjerne små ioner, partikler med lav molekylvekt og organisk materiale som gir vann farge, smak og lukt.
Figur 01: Ultrafiltrering
Ultrafiltreringsoppsettet bruker en hul lang fiber sammensatt av et membranøst materiale. Matevannet strømmer enten inne i cellen eller i fiberens lumen. Strømmen av vann gjennom porene i membranfilteret vil tillate at de suspenderte løste stoffene og partiklene holdes på. Det filtrerte vannet og partiklene med lav molekylvekt passerer gjennom membranen. Utløpsvannet gjennomgår deretter andre nedstrøms renseprosedyrer som inkluderer kjemiske behandlingsprosedyrer.
Prosessen med ultrafiltrering brukes ideelt for å rense og konsentrere makromolekylære (103 – 106 Da) løsninger, spesielt proteinløsninger. Hovedprinsippet for separasjon er basert på størrelsen. Materialet som membranen er fremstilt i kan også noen ganger ha innvirkning på filtreringshastigheten og effektiviteten.
De viktigste fordelene med ultrafiltrering er;
- Den bruker ikke kjemikalier for å rense.
- Det er basert på den enkle prosessen med størrelsesseparasjon.
- Den kan brukes til å fjerne både partikler og mikroorganismer.
- Det kan automatiseres.
Hva er omvendt osmose?
Omvendt osmose er prosessen der et trykk større enn det hydrauliske trykket påføres systemet for å tillate bevegelse av vann gjennom en semipermeabel membran. Bevegelsen foregår mot en konsentrasjonsgradient. Membranene som brukes i omvendt osmose kalles omvendt osmose (RO) membraner. Materialene som vanligvis brukes til å fremstille kommersielle RO-membraner er polyamid tynnfilmkompositter (TFC), celluloseacetat (CA) og cellulosetriacetat (CTA). Avhengig av typen membranmateriale endres effektiviteten og hastigheten på teknikken.
Figur 02: Omvendt osmose
Oppsettet for omvendt osmose er sammensatt av en hul fiber med membranmaterialet spiralviklet rundt fiberen. Disse fibrene er bundet sammen for å øke overflatearealet for omvendt osmose. Når det strømmende vannet er utsatt for høyt trykk, passerer vannet og små molekyler gjennom den semipermeable membranen. Dette holder på de store partiklene og resten av de uønskede partiklene. Det filtrerte vannet sendes deretter for nedstrømsbehandling.
RO-membraner kan filtrere bort praktisk t alt alle partikler, inkludert bakterier, organisk materiale, ioner og andre partikler. Filtrering av store molekyler opp til en molekylvekt på >300 Da er mulig med omvendt osmoseteknikk.
Fordelene med omvendt osmose i vannrensing er
- Kostnadseffektivitet.
- Kan filtrere bort nesten alle partiklene, inkludert ioner og tungmetaller.
- Kan brukes til å eliminere radioaktive partikler fra vannprøver.
- Kjemikalier er minimert.
Hva er likhetene mellom ultrafiltrering og omvendt osmose?
- Begge er vannrenseteknikker basert på fysisk separasjon/filtrering.
- Begge bruker membraner i filtreringsprosedyren.
- Begge systemoppsettene er forberedt i en hul fiber belagt med membranen.
- I begge prosedyrene blir partikler inkludert organiske, uorganiske stoffer, ioner, mikrober og små støv- eller bakteriepartikler filtrert ut og beholdt.
- Membranene som brukes i begge teknikkene er laget av et cellulosemateriale eller et syntetisk karbonmateriale.
Hva er forskjellen mellom ultrafiltrering og omvendt osmose?
Ultrafiltrering vs omvendt osmose |
|
| Ultrafiltrering er prosessen der vann filtreres gjennom et membranfilter for å skille ut molekyler som finnes i vannprøven. | Omvendt osmose er prosessen der vannet føres gjennom en semipermeabel membran mot konsentrasjonsgradienten som lettes av høyt trykk. |
| Molekylvekt av separerte partikler | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Fordeler | |
|
|
Sammendrag – Ultrafiltrering vs omvendt osmose
Teknikkene ultrafiltrering og omvendt osmose brukes i nedstrøms prosessering av drikkevann. Hovedformålet med begge disse teknikkene er å gi trygt drikkevann til publikum. Ultrafiltrering bruker et membranfilter for å filtrere ut svært små partikler og spesielt mikroorganismer. Omvendt osmose kan filtrere ut store molekyler og er derfor mer kostnadseffektivt og effektivt.
Last ned PDF-versjonen av Ultrafiltration vs Reverse Osmosis
Du kan laste ned PDF-versjonen av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitat. Last ned PDF-versjon her Forskjellen mellom ultrafiltrering og omvendt osmose
