Hauptunterschied - Ultrafiltration vs. Umkehrosmose
Die Wasseraufbereitung ist ein wichtiger Prozess, um die Gemeinde mit sauberem Wasser zu versorgen. Der Wasseraufbereitungsprozess umfasst viele Schritte, einschließlich biologischer, chemischer und physikalischer Verfahren. Ultrafiltration ist der Prozess, bei dem Wasser durch einen Membranfilter gefiltert wird, um in der Wasserprobe vorhandene Moleküle mit einem Molekulargewicht zwischen 103 und 106 Da abzutrennen. Die Umkehrosmose ist ein Verfahren, bei dem Wasser gegen einen Konzentrationsgradienten durch eine semipermeable Membran geleitet wird. Die Umkehrosmosemembran kann Partikel mit einem Molekulargewicht> 300 Da zurückweisen. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Verfahren ist die Größe der Partikel, die aus den beiden Membranen gefiltert werden. Die Ultrafiltration filtert kleinere Moleküle mit niedrigem Molekulargewicht, während die Umkehrosmose größere Moleküle mit höherem Molekulargewicht herausfiltern kann.
INHALT
1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was ist Ultrafiltration
? 3. Was ist Umkehrosmose?
4. Ähnlichkeiten zwischen Ultrafiltration und Umkehrosmose.
5. Vergleich nebeneinander - Ultrafiltration und Umkehrosmose in tabellarischer Form.
6. Zusammenfassung
Was ist Ultrafiltration?
Ultrafiltration (UF) ist eine Art Membranfiltration. Es verwendet hydrostatischen Druck, um eine Flüssigkeit-Wasser-Probe durch die semipermeable Membran zu drücken. Die Membran besteht aus Nitrocellulose mit einer kleinen Porengröße von etwa 0,22 um oder 0,45 um. Ultrafiltration wird hauptsächlich verwendet, um Bakterien und andere Organismen in der Probe zu entfernen. Es wird auch verwendet, um kleine Ionen, Partikel mit niedrigem Molekulargewicht und organische Stoffe zu entfernen, die dem Wasser Farbe, Geschmack und Geruch verleihen.
Abbildung 01: Ultrafiltration
Der Ultrafiltrationsaufbau verwendet eine hohle lange Faser, die aus einem Membranmaterial besteht. Das Speisewasser fließt entweder innerhalb der Zelle oder im Lumen der Faser. Durch den Wasserfluss durch die Poren des Membranfilters können sich die suspendierten gelösten Stoffe und Partikel zurückhalten. Das gefilterte Wasser und die Partikel mit niedrigem Molekulargewicht passieren die Membran. Das Auslasswasser wird dann anderen nachgeschalteten Reinigungsverfahren unterzogen, einschließlich chemischer Behandlungsverfahren.
Das Ultrafiltrationsverfahren wird ideal zur Reinigung und Konzentration makromolekularer (103 - 106 Da) Lösungen, insbesondere von Proteinlösungen, eingesetzt. Das Hauptprinzip der Trennung basiert auf der Größe. Das Material, in dem die Membran hergestellt wird, kann manchmal auch die Filtrationsgeschwindigkeit und -effizienz beeinflussen.
Die Hauptvorteile der Ultrafiltration sind:
- Es werden keine Chemikalien zur Reinigung verwendet.
- Es basiert auf dem einfachen Prozess der Größentrennung.
- Es kann verwendet werden, um sowohl Partikel als auch Mikroorganismen zu entfernen.
- Es kann automatisiert werden.
Was ist Umkehrosmose?
Umkehrosmose ist der Prozess, bei dem ein Druck, der größer als der Hydraulikdruck ist, auf das System ausgeübt wird, um die Bewegung von Wasser durch eine semipermeable Membran zu ermöglichen. Die Bewegung erfolgt gegen einen Konzentrationsgradienten. Die Membranen, die bei der Umkehrosmose verwendet werden, werden als Umkehrosmosemembranen (RO-Membranen) bezeichnet. Die Materialien, die üblicherweise zur Herstellung kommerzieller RO-Membranen verwendet werden, sind Polyamid-Dünnschichtverbundstoffe (TFC), Celluloseacetat (CA) und Cellulosetriacetat (CTA). Abhängig von der Art des Membranmaterials werden die Effizienz und die Geschwindigkeit der Technik geändert.
Abbildung 02: Umkehrosmose
Der Umkehrosmose-Aufbau besteht aus einer Hohlfaser, wobei das Membranmaterial spiralförmig um die Faser gewickelt ist. Diese Fasern werden zusammengebunden, um die Oberfläche für die Umkehrosmose zu vergrößern. Sobald das fließende Wasser einem hohen Druck ausgesetzt ist, passieren das Wasser und kleine Moleküle die semipermeable Membran. Dies hält die großen Partikel und den Rest der unerwünschten Partikel zurück. Das gefilterte Wasser wird dann zur nachgeschalteten Verarbeitung geleitet.
RO-Membranen können praktisch alle Partikel herausfiltern, einschließlich Keime, organische Stoffe, Ionen und andere Partikel. Die Filtration großer Moleküle bis zu einem Molekulargewicht von> 300 Da ist mit der Umkehrosmosetechnik möglich.
Die Vorteile der Umkehrosmose bei der Wasserreinigung sind:
- Kosteneffektivität.
- Kann fast alle Partikel einschließlich Ionen und Schwermetalle herausfiltern.
- Kann verwendet werden, um radioaktive Partikel aus Wasserproben zu entfernen.
- Der Chemikalienverbrauch wird minimiert.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Ultrafiltration und Umkehrosmose?
- Beides sind Wasserreinigungstechniken, die auf physikalischer Trennung / Filtration beruhen.
- Beide verwenden Membranen im Filtrationsverfahren.
- Beide Systemaufbauten werden in einer mit der Membran beschichteten Hohlfaser hergestellt.
- Bei beiden Verfahren werden Partikel, einschließlich organischer, anorganischer Substanzen, Ionen, Mikroben und kleiner Staub- oder Keimpartikel, herausgefiltert und zurückgehalten.
- Die in beiden Techniken verwendeten Membranen bestehen aus einem Cellulosematerial oder einem synthetischen Kohlenstoffmaterial.
Was ist der Unterschied zwischen Ultrafiltration und Umkehrosmose?
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Ultrafiltration gegen Umkehrosmose |
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| Ultrafiltration ist der Prozess, bei dem Wasser durch einen Membranfilter gefiltert wird, um in der Wasserprobe vorhandene Moleküle abzutrennen. | Umkehrosmose ist der Prozess, bei dem das Wasser durch eine semipermeable Membran gegen den Konzentrationsgradienten geleitet wird, der durch hohen Druck erleichtert wird. |
| Molekulargewicht von getrennten Teilchen | |
| 103-106 Da | > 300 Da |
| Vorteile | |
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Zusammenfassung - Ultrafiltration vs Umkehrosmose
Die Techniken Ultrafiltration und Umkehrosmose werden bei der nachgeschalteten Aufbereitung von Trinkwasser eingesetzt. Der Hauptzweck dieser beiden Techniken ist die Bereitstellung von sicherem Trinkwasser für die Öffentlichkeit. Bei der Ultrafiltration wird ein Membranfilter verwendet, um sehr kleine Partikel und insbesondere Mikroorganismen herauszufiltern. Umkehrosmose kann große Moleküle herausfiltern und ist daher kostengünstiger und effizienter.
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