Klíčový rozdíl – ultrafiltrace vs reverzní osmóza
Čištění vody je důležitý proces při poskytování čisté vody komunitě. Proces čištění vody zahrnuje mnoho kroků, které zahrnují biologické, chemické a fyzikální postupy. Ultrafiltrace je proces, při kterém se voda filtruje přes membránový filtr, aby se oddělily molekuly přítomné ve vzorku vody, který má molekulovou hmotnost mezi 103 – 106 Da. Reverzní osmóza je postup, při kterém voda prochází polopropustnou membránou proti koncentračnímu gradientu. Membrána reverzní osmózy je schopna odmítat částice, které mají molekulovou hmotnost >300 Da. Klíčovým rozdílem mezi těmito dvěma postupy je velikost částic filtrovaných ze dvou membrán. Ultrafiltrace filtruje menší molekuly s nízkou molekulovou hmotností, zatímco reverzní osmóza dokáže odfiltrovat větší molekuly s vyšší molekulovou hmotností.
Co je ultrafiltrace?
Ultrafiltrace (UF) je druh membránové filtrace. Využívá hydrostatický tlak k protlačení vzorku kapalina – voda přes polopropustnou membránu. Membrána se skládá z nitrocelulózy s malou velikostí pórů asi 0,22 um nebo 0,45 um. Ultrafiltrace se používá hlavně k odstranění bakterií a jiných organismů ve vzorku. Používá se také k odstranění malých iontů, částic s nízkou molekulovou hmotností a organické hmoty, které dodávají vodě barvu, chuť a vůni.
Obrázek 01: Ultrafiltrace
Nastavení ultrafiltrace využívá duté dlouhé vlákno složené z membránového materiálu. Napájecí voda proudí buď uvnitř buňky nebo v lumenu vlákna. Průtok vody póry membránového filtru umožní zachycení suspendovaných rozpuštěných látek a částic. Filtrovaná voda a nízkomolekulární částice procházejí membránou. Výstupní voda pak prochází dalšími čisticími postupy, které zahrnují postupy chemické úpravy.
Proces ultrafiltrace se ideálně používá pro čištění a zahušťování makromolekulárních (103 – 106 Da) roztoků, zejména proteinových roztoků. Primární princip separace je založen na velikosti. Materiál, ve kterém je membrána připravena, může mít také někdy vliv na rychlost a účinnost filtrace.
Hlavní výhody ultrafiltrace jsou;
- Nepoužívá k čištění chemikálie.
- Je založen na jednoduchém procesu oddělení velikosti.
- Lze použít k odstranění částic i mikroorganismů.
- Lze to automatizovat.
Co je reverzní osmóza?
Reverzní osmóza je proces, při kterém je na systém aplikován tlak vyšší než hydraulický tlak, aby se umožnil pohyb vody přes polopropustnou membránu. Pohyb probíhá proti koncentračnímu gradientu. Membrány, které se používají při reverzní osmóze, se nazývají membrány reverzní osmózy (RO). Materiály, které se běžně používají k přípravě komerčních RO membrán, jsou polyamidové tenké filmové kompozity (TFC), acetát celulózy (CA) a triacetát celulózy (CTA). V závislosti na typu membránového materiálu se účinnost a rychlost techniky mění.
Obrázek 02: Reverzní osmóza
Nastavení reverzní osmózy se skládá z dutého vlákna s membránovým materiálem spirálovitě navinutým kolem vlákna. Tato vlákna jsou spojena dohromady, aby se zvětšila plocha povrchu pro reverzní osmózu. Jakmile je proudící voda vystavena vysokému tlaku, voda a malé molekuly projdou polopropustnou membránou. To zadrží velké částice a zbytek nežádoucích částic. Filtrovaná voda je poté předána k následnému zpracování.
RO membrány dokážou odfiltrovat prakticky všechny částice včetně choroboplodných zárodků, organických látek, iontů a dalších částic. Filtrace velkých molekul až do molekulové hmotnosti >300 Da je možná pomocí techniky reverzní osmózy.
Výhody reverzní osmózy při čištění vody jsou,
- Nákladová efektivita.
- Dokáže odfiltrovat téměř všechny částice včetně iontů a těžkých kovů.
- Lze použít k odstranění radioaktivních částic ze vzorků vody.
- Použití chemikálií je minimalizováno.
Jaké jsou podobnosti mezi ultrafiltrací a reverzní osmózou?
- Oba jsou techniky čištění vody založené na fyzické separaci / filtraci.
- Oba využívají při filtraci membrány.
- Obě nastavení systému jsou připravena v dutém vláknu potaženém membránou.
- V obou postupech jsou částice včetně organických, anorganických látek, iontů, mikrobů a malých prachových nebo zárodečných částic odfiltrovány a zadrženy.
- Membrány použité v obou technikách jsou vyrobeny z celulózového materiálu nebo syntetického uhlíkového materiálu.
Jaký je rozdíl mezi ultrafiltrací a reverzní osmózou?
Ultrafiltrace vs reverzní osmóza |
|
| Ultrafiltrace je proces, při kterém se voda filtruje přes membránový filtr, aby se oddělily molekuly přítomné ve vzorku vody. | Reverzní osmóza je proces, při kterém voda prochází polopropustnou membránou proti koncentračnímu gradientu, který je umožněn vysokým tlakem. |
| Molekulová hmotnost separovaných částic | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Výhody | |
|
|
Shrnutí – Ultrafiltrace vs reverzní osmóza
Při následném zpracování pitné vody se používají techniky ultrafiltrace a reverzní osmózy. Hlavním účelem obou těchto technik je poskytovat bezpečnou pitnou vodu pro veřejnost. Ultrafiltrace využívá membránový filtr k odfiltrování velmi drobných částic a zejména mikroorganismů. Reverzní osmóza může odfiltrovat velké molekuly, a proto je nákladově efektivnější a efektivnější.
Stáhněte si PDF verzi Ultrafiltrace vs reverzní osmóza
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citace. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi ultrafiltrací a reverzní osmózou
