A legfontosabb különbség az ioncsere és a fordított ozmózis között az, hogy az ioncsere egy fiziko-kémiai módszer, amely a hasonló elektromos töltésű ionok hatékony cseréjével szelektíven távolítja el a szennyeződéseket, míg a fordított ozmózis egy olyan fizikai módszer, amelyben a víz áthalad egy félig áteresztő membrán koncentráció gradiens ellen, nyomást gyakorolva.
A víztisztítás fontos folyamat a közösség tiszta vízzel való ellátásában. A víztisztítási folyamat számos lépést tartalmaz, amelyek biológiai, kémiai és fizikai eljárásokat foglalnak magukban. Az ioncsere és a fordított ozmózis a víztisztításban használt két eljárás. Mindkettő eltávolítja az oldott szilárd anyagokat a vízből. Egyes víztisztítási eljárások a két módszer kombinációját alkalmazzák. Ráadásul mindkettőt gyakran használják számos iparágban.
Mi az ioncsere?
Az ioncsere a szennyvíz ásványtalanítására és a háztartási vízlágyításra használt technika. Ennél a technikánál az ionokat úgy távolítják el a vizes oldatból, hogy egy másik ionfajtával kicserélik őket. Ily módon a gyengén kötött ionokat egy erősen kötődő ionfajták kiszoríthatják. Ezt a hatáselvnek nevezzük szelektivitásnak. Ezt az elvet alkalmazva a vízben lévő nem kívánt ionokat más ionokkal helyettesítik az ioncsere technika során.
Az ioncsere technika kötegelt vagy folyamatos üzemmódban is végrehajtható. Szennyvíztisztításban alkalmazzák a nitrogén, foszfor és nehézfémek eltávolítására. Ezenkívül speciális szennyeződések szelektív eltávolítására és értékes fémnyomok, például króm, nikkel, réz, ólom és kadmium visszanyerésére szolgál az ipari hulladékból.
01. ábra: Ioncsere
Az ioncserélő gyanták kis porózus gyöngyökből készülnek, amelyek vízben és szerves oldószerekben nem oldódnak. A legszélesebb körben használt alapanyag a polisztirol és a poliakrilát. Ezenkívül sok természetben előforduló ásvány, különösen az alumínium-szilikát ásványok rendelkeznek ezzel az ioncserélő tulajdonsággal.
Mi az a fordított ozmózis?
A fordított ozmózis az a folyamat, ahol a hidraulikus nyomásnál nagyobb nyomást fejtenek ki a rendszerre, hogy lehetővé tegyék a víz áthaladását egy félig áteresztő membránon. A mozgás koncentráció-gradiens ellenében történik. A fordított ozmózisban használt membránokat fordított ozmózisos (RO) membránoknak nevezik. A kereskedelmi forgalomban lévő RO membránok előállításához általánosan használt anyagok a poliamid vékonyréteg-kompozitok (TFC), a cellulóz-acetát (CA) és a cellulóz-triacetát (CTA). A membránanyag típusától függően a technika hatékonysága és sebessége eltérő.
A fordított ozmózis rendszer egy üreges szálból áll, a membránanyag pedig spirálisan van feltekerve a szál köré. Ezeket a szálakat összekapcsolják, hogy növeljék a fordított ozmózis felületét. Miután az áramló vizet nagy nyomás alá helyezték, a víz és a kis molekulák áthaladnak a féligáteresztő membránon. Ez megtartja a nagy részecskéket és a többi nem kívánt részecskét. A szűrt vizet ezután továbbítják a feldolgozáshoz.
02. ábra: Fordított ozmózis (A – Alkalmazott nyomás B – Tengervíz a C-ben – Szennyezőanyagok D – Félig áteresztő membrán E – Ivóvíz kivezetés F – Eloszlás)
Az RO membránok gyakorlatilag minden részecskét kiszűrnek, beleértve a baktériumokat, szerves anyagokat, ionokat és egyéb részecskéket. A >300 Da molekulatömegig nagy molekulák szűrése lehetséges fordított ozmózisos technikával.
A fordított ozmózis előnyei a víztisztításban
- Költséghatékonyság
- Szinte az összes részecskét ki tudja szűrni, beleértve az ionokat és a nehézfémeket is
- Használható radioaktív részecskék eltávolítására a vízmintákból
- A vegyszerhasználat minimálisra csökken
Mi a hasonlóság az ioncsere és a fordított ozmózis között?
- Az ioncsere és a fordított ozmózis a víztisztítási eljárásokban általánosan használt két folyamat.
- A két módszer kombinációja kiváló minőségű tisztítást biztosít.
- Az ioncserélő gyanták a fordított ozmózisos egység elé helyezhetők.
- Mindkét módszer használata a jelenlévő konkrét anyagoktól, valamint a kezelt anyagáram céltisztaságától függ.
Mi a különbség az ioncsere és a fordított ozmózis között?
Az ioncsere egy fiziko-kémiai módszer, amely a folyékony fázis és az ioncserélő gyanta között ionokat cserél. Másrészt a fordított ozmózis az a folyamat, amikor a víz egy félig áteresztő membránon keresztül halad át a koncentrációgradiens ellenében, amit a nagy nyomás elősegít. Tehát ez a legfontosabb különbség az ioncsere és a fordított ozmózis között. Az ioncsere fizikai-kémiai módszer, míg a fordított ozmózis fizikai módszer. Ezenkívül az ioncserélő eljárás ioncserélő gyantákat, míg a fordított ozmózis fordított ozmózisú membránokat használ.
Az alábbi infografika táblázatba foglalja az ioncsere és a fordított ozmózis közötti különbséget.
Összefoglaló – Ioncsere vs fordított ozmózis
Az ioncsere és a fordított ozmózis a víztisztítási folyamatban használt két technika. Az ioncserélő módszer egy fizikai-kémiai folyamat, amely során a vízben lévő ionokat (szennyeződéseket) ioncserélő gyantával cserélik ki. Ezzel szemben a fordított ozmózis egy fizikai módszer, amely a méret alapján kiszűri az összes szennyeződést. A fordított ozmózis során a vizet egy félig áteresztő membránon vezetik át. A fordított ozmózis nyomást használ, hogy a vizet átnyomja a membránon. Az ioncsere az iontöltések alapján eltávolít bizonyos anyagokat, míg a fordított ozmózis ionkizárási folyamatot alkalmaz.
