La diferència clau entre l'intercanvi iònic i l'osmosi inversa és que l'intercanvi iònic és un mètode fisioquímic que elimina selectivament els contaminants mitjançant l'intercanvi eficaç d'ions de càrregues elèctriques similars, mentre que l'osmosi inversa és un mètode físic en què l'aigua es fa passar per un membrana semipermeable contra un gradient de concentració, aplicant una pressió.
La purificació de l'aigua és un procés important per proporcionar aigua neta a la comunitat. Hi ha molts passos implicats en el procés de purificació de l'aigua, que inclouen procediments biològics, químics i físics. L'intercanvi iònic i l'osmosi inversa són dos processos utilitzats en la purificació de l'aigua. Tots dos eliminen els sòlids dissolts de l'aigua. Alguns processos de purificació d'aigua utilitzen una combinació d'ambdós mètodes. A més, tots dos s'utilitzen habitualment en diverses indústries.
Què és l'intercanvi iònic?
L'intercanvi iònic és una tècnica que s'utilitza en la desmineralització d'aigües residuals i el suavització de l'aigua domèstica. En aquesta tècnica, els ions s'eliminen de la solució aquosa intercanviant-los amb una altra espècie iònica. D'aquesta manera, els ions feblement units poden ser desplaçats per una espècie iònica fortament unida. Aquest efecte l'anomenem principi de selectivitat. Amb aquest principi, els ions no desitjats de l'aigua es substitueixen per altres ions durant la tècnica d'intercanvi iònic.
La tècnica d'intercanvi iònic es pot executar en mode per lots o continu. S'aplica en la depuració d'aigües residuals per a l'eliminació de nitrogen, fòsfor i metalls pesants. A més, s'utilitza per eliminar impureses específiques de manera selectiva i per recuperar metalls traça valuosos com el crom, níquel, coure, plom i cadmi dels abocaments de residus industrials.
Figura 01: Intercanvi iònic
Les resines d'intercanvi iònic estan fetes de petites perles poroses que són insolubles en aigua i dissolvents orgànics. Els materials base més utilitzats són el poliestirè i el poliacrilat. A més, molts minerals naturals, especialment els minerals de silicat d'alumini, tenen aquesta propietat d'intercanvi iònic.
Què és l'osmosi inversa?
L'osmosi inversa és el procés on s'aplica una pressió superior a la pressió hidràulica al sistema per tal de permetre el moviment de l'aigua a través d'una membrana semipermeable. El moviment té lloc contra un gradient de concentració. Les membranes que s'utilitzen en l'osmosi inversa s'anomenen membranes d'osmosi inversa (RO). Els materials que s'utilitzen habitualment per preparar membranes de RO comercials són els compostos de pel·lícula fina de poliamida (TFC), l'acetat de cel·lulosa (CA) i el triacetat de cel·lulosa (CTA). Segons el tipus de material de membrana, l'eficiència i la velocitat de la tècnica difereixen.
La configuració d'osmosi inversa es compon d'una fibra buida amb el material de la membrana que s'enrotlla en espiral al voltant de la fibra. Aquestes fibres s'uneixen per augmentar la superfície d'osmosi inversa. Una vegada que l'aigua que flueix està sotmesa a alta pressió, l'aigua i les molècules petites travessen la membrana semipermeable. Això reté les partícules grans i la resta de partícules no desitjades. A continuació, l'aigua filtrada es fa passar per al processament aigües avall.
Figura 02: Osmosi inversa (A – Pressió aplicada B – Aigua de mar a C – Contaminants D – Membrana semipermeable E – Sortida d'aigua potable F – Distribució)
Les membranes RO poden filtrar pràcticament totes les partícules, inclosos els gèrmens, la matèria orgànica, els ions i altres partícules. La filtració de molècules grans fins a un pes molecular de >300 Da és possible amb la tècnica d'osmosi inversa.
Avantatges de l'osmosi inversa en la purificació d'aigua
- Rentabilitat
- Pot filtrar gairebé totes les partícules, inclosos els ions i els metalls pesants
- Es pot utilitzar per eliminar partícules radioactives de mostres d'aigua
- L'ús de productes químics està minimitzat
Quines similituds hi ha entre l'intercanvi iònic i l'osmosi inversa?
- L'intercanvi iònic i l'osmosi inversa són dos processos que s'utilitzen habitualment en els processos de purificació d'aigua.
- La combinació d'ambdós mètodes proporciona una purificació d' alta qualitat.
- Les resines d'intercanvi iònic es poden instal·lar davant d'una unitat d'osmosi inversa.
- L'ús d'ambdós mètodes depèn de les substàncies específiques presents així com de la puresa objectiu del corrent tractat.
Quina diferència hi ha entre l'intercanvi iònic i l'osmosi inversa?
L'intercanvi iònic és un mètode fisioquímic que intercanvia ions entre una fase líquida i una resina d'intercanvi iònic. D' altra banda, l'osmosi inversa és el procés en què l'aigua passa a través d'una membrana semipermeable contra el gradient de concentració, que es facilita per l' alta pressió. Per tant, aquesta és la diferència clau entre l'intercanvi iònic i l'osmosi inversa. L'intercanvi iònic és un mètode fisioquímic, mentre que l'osmosi inversa és un mètode físic. A més, el procés d'intercanvi iònic utilitza resines d'intercanvi iònic mentre que l'osmosi inversa utilitza membranes d'osmosi inversa.
La infografia següent mostra la diferència entre l'intercanvi iònic i l'osmosi inversa.
Resum: intercanvi iònic vs osmosi inversa
L'intercanvi iònic i l'osmosi inversa són dues tècniques utilitzades en el procés de purificació de l'aigua. El mètode d'intercanvi iònic és un procés fisicoquímic que intercanvia ions (contaminants) a l'aigua amb una resina d'intercanvi iònic. En canvi, l'osmosi inversa és un mètode físic que filtra tots els contaminants en funció de la mida. En l'osmosi inversa, l'aigua passa per una membrana semipermeable. L'osmosi inversa utilitza la pressió per forçar l'aigua a travessar la membrana. L'intercanvi iònic elimina substàncies específiques basades en les càrregues iòniques, mentre que l'osmosi inversa utilitza un procés d'exclusió iònica.
