تفاوت اصلی بین تبادل یونی و اسمز معکوس در این است که تبادل یونی یک روش فیزیکی و شیمیایی است که به طور انتخابی آلاینده ها را با تبادل موثر یون های بارهای الکتریکی مشابه حذف می کند در حالی که اسمز معکوس یک روش فیزیکی است که در آن آب از طریق یک دستگاه عبور می کند. غشای نیمه تراوا در برابر گرادیان غلظت، اعمال فشار.
تصفیه آب یک فرآیند مهم در تامین آب سالم برای جامعه است. مراحل زیادی در فرآیند تصفیه آب وجود دارد که شامل مراحل بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی می شود. تبادل یونی و اسمز معکوس دو فرآیند مورد استفاده در تصفیه آب هستند.هر دو مواد جامد محلول را از آب حذف می کنند. برخی از فرآیندهای تصفیه آب از ترکیبی از هر دو روش استفاده می کنند. علاوه بر این، هر دو معمولاً در صنایع مختلف استفاده می‌شوند.
تبادل یون چیست؟
تبادل یونی تکنیکی است که در غیر معدنی کردن فاضلاب و نرم کردن آب خانگی استفاده می شود. در این روش، یون ها از محلول آبی با مبادله با گونه یونی دیگر حذف می شوند. به این ترتیب، یون های ضعیف می توانند توسط یک گونه یونی با اتصال قوی جابجا شوند. ما این اثر را اصل انتخابی می نامیم. با استفاده از این اصل، یون‌های ناخواسته در آب با یون‌های دیگر در طی تکنیک تبادل یونی جایگزین می‌شوند.
تکنیک تبادل یونی را می توان در حالت دسته ای یا پیوسته اجرا کرد. در تصفیه فاضلاب برای حذف نیتروژن، فسفر و فلزات سنگین استفاده می شود. علاوه بر این، برای حذف ناخالصی های خاص به طور انتخابی و بازیابی فلزات با ارزش مانند کروم، نیکل، مس، سرب و کادمیوم از تخلیه زباله های صنعتی استفاده می شود.
شکل 01: تبادل یون
رزین های تبادل یونی از دانه های متخلخل کوچکی ساخته می شوند که در آب و حلال های آلی نامحلول هستند. پرمصرف ترین مواد پایه پلی استایرن و پلی اکریلات هستند. علاوه بر این، بسیاری از مواد معدنی طبیعی، به ویژه مواد معدنی سیلیکات آلومینیوم، این خاصیت تبادل یونی را دارند.
اسمز معکوس چیست؟
اسمز معکوس فرآیندی است که در آن فشاری بیشتر از فشار هیدرولیک به سیستم اعمال می شود تا امکان حرکت آب از طریق یک غشای نیمه تراوا فراهم شود. حرکت بر خلاف یک گرادیان غلظت انجام می شود. غشاهایی که در اسمز معکوس استفاده می شوند، غشاهای اسمز معکوس (RO) نامیده می شوند. موادی که معمولاً برای تهیه غشاهای RO تجاری استفاده می شوند، کامپوزیت های لایه نازک پلی آمید (TFC)، استات سلولز (CA) و تری استات سلولز (CTA) هستند.بسته به نوع مواد غشایی، کارایی و سرعت تکنیک متفاوت است.
راه اندازی اسمز معکوس از یک فیبر توخالی تشکیل شده است که مواد غشایی به صورت مارپیچی در اطراف فیبر پیچیده شده است. این الیاف برای افزایش سطح برای اسمز معکوس به یکدیگر متصل می شوند. هنگامی که آب جاری تحت فشار زیاد قرار می گیرد، آب و مولکول های کوچک از غشای نیمه تراوا عبور می کنند. این ذرات بزرگ و بقیه ذرات ناخواسته را حفظ می کند. سپس آب تصفیه شده برای پردازش پایین دست عبور داده می شود.
شکل 02: اسمز معکوس (A - فشار اعمال شده B - آب دریا در C - آلاینده ها D - غشای نیمه تراوا E - خروج آب آشامیدنی F - توزیع)
غشاهای RO می توانند تقریباً تمام ذرات از جمله میکروب ها، مواد آلی، یون ها و سایر ذرات معلق را فیلتر کنند. فیلتراسیون مولکول های بزرگ تا وزن مولکولی >300 دا با روش اسمز معکوس امکان پذیر است.
مزایای اسمز معکوس در تصفیه آب
- اثربخشی هزینه
- می تواند تقریباً تمام ذرات از جمله یون ها و فلزات سنگین را فیلتر کند
- قابل استفاده برای از بین بردن ذرات رادیواکتیو از نمونه های آب
- استفاده از مواد شیمیایی به حداقل رسیده است
شباهت های بین تبادل یونی و اسمز معکوس چیست؟
- تبادل یونی و اسمز معکوس دو فرآیندی هستند که معمولاً در فرآیندهای تصفیه آب استفاده می شوند.
- ترکیب هر دو روش تصفیه با کیفیت بالایی را فراهم می کند.
- رزین های تبادل یونی را می توان در جلوی واحد اسمز معکوس نصب کرد.
- استفاده از هر دو روش به مواد خاص موجود و همچنین خلوص هدف جریان تیمار شده بستگی دارد.
تفاوت بین تبادل یونی و اسمز معکوس چیست؟
تبادل یونی یک روش فیزیکی و شیمیایی است که یونها را بین فاز مایع و رزین تبادل یونی مبادله می کند. از سوی دیگر، اسمز معکوس فرآیندی است که در آن آب از یک غشای نیمه تراوا در برابر گرادیان غلظت عبور می کند که با فشار بالا تسهیل می شود. بنابراین، این تفاوت اصلی بین تبادل یونی و اسمز معکوس است. تبادل یونی یک روش فیزیکی و شیمیایی است، در حالی که اسمز معکوس یک روش فیزیکی است. علاوه بر این، فرآیند تبادل یونی از رزین های تبادل یونی استفاده می کند در حالی که اسمز معکوس از غشاهای اسمز معکوس استفاده می کند.
اینفوگرافیک زیر تفاوت بین تبادل یونی و اسمز معکوس را نشان می دهد.
خلاصه - تبادل یون در مقابل اسمز معکوس
تبادل یونی و اسمز معکوس دو تکنیک مورد استفاده در فرآیند تصفیه آب هستند.روش تبادل یونی یک فرآیند فیزیکی و شیمیایی است که یونها (آلاینده‌ها) در آب را با رزین تبادل یونی مبادله می‌کند. در مقابل، اسمز معکوس یک روش فیزیکی است که اکثر آلاینده ها را بر اساس اندازه فیلتر می کند. در اسمز معکوس، آب از یک غشای نیمه تراوا عبور می کند. اسمز معکوس از فشار برای فشار دادن آب به داخل غشا استفاده می کند. تبادل یونی مواد خاصی را بر اساس بارهای یونی حذف می کند در حالی که اسمز معکوس از فرآیند حذف یونی استفاده می کند.
