تفاوت کلیدی – اولترافیلتراسیون در مقابل اسمز معکوس
تصفیه آب یک فرآیند مهم در تامین آب سالم برای جامعه است. مراحل زیادی در فرآیند تصفیه آب وجود دارد که شامل فرآیندهای بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی است. اولترافیلتراسیون فرآیندی است که در آن آب از طریق فیلتر غشایی فیلتر می‌شود تا مولکول‌های موجود در نمونه آب که دارای وزن مولکولی بین 103 تا 106 Da است جدا شوند. اسمز معکوس روشی است که در آن آب از یک غشای نیمه تراوا در برابر گرادیان غلظت عبور می کند. غشای اسمز معکوس قادر است ذرات دارای وزن مولکولی >300 دا را دفع کند.تفاوت اصلی بین این دو روش اندازه ذرات فیلتر شده از دو غشا است. اولترافیلتراسیون مولکول های کوچکتر با وزن مولکولی پایین را فیلتر می کند در حالی که اسمز معکوس می تواند مولکول های بزرگتر با وزن مولکولی بالاتر را فیلتر کند.
اولترافیلتراسیون چیست؟
اولترافیلتراسیون (UF) نوعی فیلتراسیون غشایی است. از فشار هیدرواستاتیک برای فشار دادن نمونه مایع - آب در سراسر غشای نیمه تراوا استفاده می کند. غشا از نیتروسلولز با اندازه منافذ کوچک در حدود 0.22 میکرومتر یا 0.45 میکرومتر تشکیل شده است. اولترافیلتراسیون عمدتاً برای حذف باکتری ها و سایر موجودات موجود در نمونه استفاده می شود. همچنین برای حذف یون‌های کوچک، ذرات با وزن مولکولی کم و مواد آلی که رنگ، طعم و بو را به آب می‌دهند استفاده می‌شود.
شکل 01: اولترافیلتراسیون
راه اندازی اولترافیلتراسیون از یک فیبر بلند توخالی متشکل از یک ماده غشایی استفاده می کند. آب تغذیه یا در داخل سلول یا در لومن فیبر جریان دارد. جریان آب از طریق منافذ فیلتر غشایی اجازه می دهد تا املاح و ذرات معلق باقی بمانند. آب تصفیه شده و ذرات با وزن مولکولی کم از غشاء عبور می کنند. سپس آب خروجی تحت سایر روش‌های تصفیه پایین دستی قرار می‌گیرد که شامل روش‌های تصفیه شیمیایی می‌شود.
فرایند اولترافیلتراسیون به طور ایده آل برای خالص سازی و تغلیظ محلول های ماکرومولکولی (103 - 106 Da) به ویژه محلول های پروتئینی استفاده می شود. اصل اصلی جداسازی بر اساس اندازه است. ماده ای که غشا در آن تهیه می شود نیز گاهی اوقات می تواند بر سرعت و کارایی فیلتراسیون تأثیر بگذارد.
مزایای اصلی اولترافیلتراسیون عبارتند از:
- از مواد شیمیایی برای تصفیه استفاده نمی کند.
- بر اساس فرآیند ساده جداسازی اندازه است.
- می توان از آن برای حذف ذرات و میکروارگانیسم ها استفاده کرد.
- می توان آن را خودکار کرد.
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، غشاء 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 ماده غشایی، کارایی و سرعت تکنیک تغییر می‌کند.
شکل 02: اسمز معکوس
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.
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 عبارتند از:
- مقرون به صرفه بودن.
- می تواند تقریباً تمام ذرات از جمله یون ها و فلزات سنگین را فیلتر کند.
- می توان برای از بین بردن ذرات رادیواکتیو از نمونه های آب استفاده کرد.
- استفاده از مواد شیمیایی به حداقل رسیده است.
شباهت های بین اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس چیست؟
- هر دو تکنیک های تصفیه آب مبتنی بر جداسازی / فیلتراسیون فیزیکی هستند.
- هر دو از غشاها در فرآیند فیلتراسیون استفاده می کنند.
- هر دو تنظیمات سیستم در یک فیبر توخالی پوشیده شده با غشاء آماده شده اند.
- در هر دو روش، ذرات معلق شامل مواد آلی، غیر آلی، یون ها، میکروب ها و ذرات گرد و غبار کوچک یا میکروب فیلتر شده و نگهداری می شوند.
- غشاهای مورد استفاده در هر دو روش از یک ماده سلولزی یا یک ماده کربن مصنوعی ساخته شده اند.
تفاوت بین اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس چیست؟
اولترافیلتراسیون در مقابل اسمز معکوس |
|
| اولترافیلتراسیون فرآیندی است که در آن آب از طریق فیلتر غشایی فیلتر می شود تا مولکول های موجود در نمونه آب جدا شوند. | 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. |
| وزن مولکولی ذرات جداشده | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| مزایا | |
|
|
خلاصه - اولترافیلتراسیون در مقابل اسمز معکوس
تکنیک های اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس در پردازش پایین دست آب آشامیدنی به کار می روند. هدف اصلی هر دو این تکنیک ها تامین آب آشامیدنی سالم برای عموم است. اولترافیلتراسیون از یک فیلتر غشایی برای فیلتر کردن ذرات بسیار ریز و به ویژه میکروارگانیسم ها استفاده می کند. اسمز معکوس می تواند مولکول های بزرگ را فیلتر کند و بنابراین مقرون به صرفه تر و کارآمدتر است.
دانلود نسخه PDF Ultrafiltration vs Reverse Osmosis
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفا نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس
