Diferència clau: ultrafiltració i osmosi inversa
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 inclou procediments biològics, químics i físics. La ultrafiltració és el procés en què l'aigua es filtra a través d'un filtre de membrana per separar les molècules presents a la mostra d'aigua que té un pes molecular entre 103 i 106 Da. L'osmosi inversa és un procediment en el qual l'aigua passa a través d'una membrana semipermeable contra un gradient de concentració. La membrana d'osmosi inversa és capaç de rebutjar partícules que tenen un pes molecular de >300 Da. La diferència clau entre els dos procediments és la mida de les partícules filtrades de les dues membranes. La ultrafiltració filtra les molècules més petites amb un pes molecular baix, mentre que l'osmosi inversa pot filtrar les molècules més grans amb un pes molecular més elevat.
Què és la ultrafiltració?
La ultrafiltració (UF) és un tipus de filtració de membrana. Utilitza pressió hidrostàtica per forçar la mostra líquida-aigua a través de la membrana semipermeable. La membrana està formada per nitrocel·lulosa amb una mida de porus petita d'uns 0,22 µm o 0,45 µm. La ultrafiltració s'utilitza principalment per eliminar bacteris i altres organismes de la mostra. També s'utilitza per eliminar ions petits, partícules de baix pes molecular i matèria orgànica que donen color, gust i olor a l'aigua.
Figura 01: Ultrafiltració
La configuració d'ultrafiltració utilitza una fibra llarga buida composta per un material membranós. L'aigua d'alimentació flueix a l'interior de la cèl·lula o al lumen de la fibra. El flux d'aigua a través dels porus del filtre de membrana permetrà que els soluts i partícules en suspensió es retinguin. L'aigua filtrada i les partícules de baix pes molecular travessen la membrana. A continuació, l'aigua de sortida se sotmet a altres procediments de purificació aigües avall que inclouen procediments de tractament químic.
El procés d'ultrafiltració s'utilitza idealment per purificar i concentrar solucions macromoleculars (103 – 106 Da), especialment solucions de proteïnes. El principal principal de separació es basa en la mida. El material en què es prepara la membrana també pot afectar de vegades la velocitat i l'eficiència de la filtració.
Els principals avantatges de la ultrafiltració són;
- No utilitza productes químics per purificar.
- Es basa en el procés senzill de separació de mides.
- Es pot utilitzar per eliminar tant partícules com microorganismes.
- Es pot automatitzar.
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 RO comercials són compostos de pel·lícula fina de poliamida (TFC), acetat de cel·lulosa (CA) i triacetat de cel·lulosa (CTA). Depenent del tipus de material de membrana, l'eficiència i la velocitat de la tècnica es veuen alterades.
Figura 02: osmosi inversa
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.
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.
Els avantatges de l'osmosi inversa en la purificació d'aigua són,
- 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 la ultrafiltració i l'osmosi inversa?
- Tots dos són tècniques de purificació d'aigua basades en la separació/filtració física.
- Tots dos utilitzen membranes en el procediment de filtració.
- Les dues configuracions del sistema es preparen en una fibra buida recoberta amb la membrana.
- En ambdós procediments, les partícules en partícules incloses les substàncies orgàniques, inorgàniques, ions, microbis i petites partícules de pols o gèrmens es filtren i es conserven.
- Les membranes utilitzades en ambdues tècniques estan fetes d'un material de cel·lulosa o d'un material de carboni sintètic.
Quina diferència hi ha entre la ultrafiltració i l'osmosi inversa?
Ultrafiltració versus osmosi inversa |
|
| La ultrafiltració és el procés en què l'aigua es filtra a través d'un filtre de membrana per separar les molècules presents a la mostra d'aigua. | 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. |
| Pes molecular de partícules separades | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Avantatges | |
|
|
Resum: ultrafiltració i osmosi inversa
Les tècniques d'ultrafiltració i osmosi inversa s'utilitzen en el processament aigües avall de l'aigua potable. L'objectiu principal d'aquestes dues tècniques és proporcionar aigua potable segura al públic. La ultrafiltració utilitza un filtre de membrana per filtrar partícules molt petites i especialment microorganismes. L'osmosi inversa pot filtrar molècules grans i, per tant, és més rendible i eficient.
Descarregueu la versió PDF d'Ultrafiltració vs Osmosi inversa
Podeu baixar la versió PDF d'aquest article i utilitzar-la per a finalitats fora de línia segons la nota de citació. Si us plau, descarregueu la versió PDF aquí Diferència entre ultrafiltració i osmosi inversa
