Differenza tra ultrafiltrazione e osmosi inversa

Chiave Differenza - ultrafiltrazione vs Osmosi inversa
 

La depurazione delle acque è un processo importante nel fornire acqua pulita alla comunità. Ci sono molti passaggi coinvolti nel processo di purificazione dell'acqua che include procedure biologiche, chimiche e fisiche. L'ultrafiltrazione è il processo in cui l'acqua viene filtrata attraverso un filtro a membrana per separare le molecole presenti nel campione d'acqua che ha un peso molecolare compreso tra 103 e 106 Da. L'osmosi inversa è una procedura in cui l'acqua passa attraverso una membrana semi-permeabile contro un gradiente di concentrazione. La membrana ad osmosi inversa è in grado di respingere le particelle che hanno un peso molecolare> 300 Da. Il differenza fondamentale tra le due procedure è la dimensione delle particelle filtrate dalle due membrane. L'ultrafiltrazione filtra molecole più piccole a basso peso molecolare mentre l'osmosi inversa può filtrare molecole più grandi con un peso molecolare più elevato.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è l'ultrafiltrazione
3. Cos'è l'osmosi inversa
4. Somiglianze tra ultrafiltrazione e osmosi inversa
5. Confronto affiancato - Ultrafiltrazione vs Osmosi inversa in forma tabulare
6. Sommario

Cos'è l'ultrafiltrazione?

L'ultrafiltrazione (UF) è un tipo di filtrazione a membrana. Utilizza la pressione idrostatica per forzare il campione di acqua liquida attraverso la membrana semipermeabile. La membrana è composta da nitrocellulosa con una piccola dimensione dei pori di circa 0,22 um o 0,45 um. L'ultrafiltrazione viene principalmente utilizzata per rimuovere batteri e altri organismi nel campione. Viene anche usato per rimuovere piccoli ioni, particelle a basso peso molecolare e materia organica che conferiscono colore, sapore e odore all'acqua.

Figura 01: ultrafiltrazione

La configurazione Ultrafiltration impiega una fibra lunga vuota composta da un materiale membranoso. L'acqua di alimentazione scorre all'interno della cella o nel lume della fibra. Il flusso d'acqua attraverso i pori del filtro a membrana consentirà il trattenimento dei soluti e delle particelle sospese. L'acqua filtrata e le particelle a basso peso molecolare passano attraverso la membrana. L'acqua in uscita subisce quindi altre procedure di purificazione a valle che includono procedure di trattamento chimico.

Il processo di ultrafiltrazione è ideale per purificare e concentrare soluzioni macromolecolari (103 - 106 Da), in particolare soluzioni proteiche. Il principio principale della separazione è basato sulla dimensione. Il materiale in cui viene preparata la membrana può anche a volte avere un effetto sulla velocità di filtrazione e l'efficienza.

I principali vantaggi di Ultrafiltration sono;

• Non usa prodotti chimici per purificare.
• Si basa sul semplice processo di separazione delle dimensioni.
• Può essere usato per rimuovere sia le particelle che i microrganismi.
• Può essere automatizzato.

Cos'è l'osmosi inversa?

L'osmosi inversa è il processo in cui una pressione superiore alla pressione idraulica viene applicata al sistema per consentire il movimento dell'acqua attraverso una membrana semi-permeabile. Il movimento si svolge contro un gradiente di concentrazione. Le membrane utilizzate nell'osmosi inversa sono denominate Membrane ad osmosi inversa (RO). I materiali che vengono comunemente usati per preparare membrane RO commerciali sono compositi a film sottile in poliammide (TFC), acetato di cellulosa (CA) e triacetato di cellulosa (CTA). A seconda del tipo di materiale della membrana viene modificata l'efficienza e la velocità della tecnica.

Figura 02: osmosi inversa

L'impianto di osmosi inversa è composto da una fibra cava con il materiale della membrana avvolto a spirale attorno alla fibra. Queste fibre sono legate insieme per aumentare la superficie per l'osmosi inversa. Quando l'acqua corrente viene sottoposta ad alta pressione, l'acqua e le piccole molecole passano attraverso la membrana semipermeabile. Ciò mantiene le particelle grandi e il resto delle particelle indesiderate. L'acqua filtrata viene quindi passata per l'elaborazione a valle.

Le membrane RO possono filtrare praticamente tutte le particelle tra cui germi, sostanza organica, ioni e altri particolati. La filtrazione di grandi molecole fino a un peso molecolare di> 300 Da è possibile con la tecnica dell'osmosi inversa.

I vantaggi dell'osmosi inversa nella purificazione dell'acqua sono,

• Efficacia dei costi.
• Può filtrare quasi tutte le particelle inclusi ioni e metalli pesanti.
• Può essere usato per eliminare le particelle radioattive dai campioni d'acqua.
• L'uso di sostanze chimiche è ridotto al minimo.

Quali sono le somiglianze tra l'ultrafiltrazione e l'osmosi inversa?

• Entrambe sono tecniche di purificazione dell'acqua basate sulla separazione fisica / filtrazione.
• Entrambi utilizzano membrane nella procedura di filtrazione.
• Entrambe le configurazioni del sistema sono preparate in una fibra cava rivestita con la membrana.
• In entrambe le procedure, le particelle, tra cui sostanze organiche inorganiche, ioni, microbi e piccole particelle di polvere o germi vengono filtrate e conservate.
• Le membrane utilizzate in entrambe le tecniche sono costituite da un materiale di cellulosa o da un materiale sintetico di carbonio.

Qual è la differenza tra l'ultrafiltrazione e l'osmosi inversa?

Ultrafiltrazione vs Osmosi inversa
L'ultrafiltrazione è il processo in cui l'acqua viene filtrata attraverso un filtro a membrana per separare le molecole presenti nel campione d'acqua.	L'osmosi inversa è il processo in cui l'acqua passa attraverso una membrana semipermeabile contro il gradiente di concentrazione che è facilitato dall'alta pressione.
Peso molecolare delle particelle separate
103 -106 Da	> 300 Da
vantaggi
Non usa prodotti chimici per purificare. Si basa sul semplice processo di separazione delle dimensioni. Può essere usato per rimuovere sia le particelle che i microrganismi. Può essere automatizzato.	Efficacia dei costi. Può filtrare quasi tutte le particelle inclusi ioni e metalli pesanti. Può essere usato per eliminare le particelle radioattive dai campioni d'acqua. L'uso di sostanze chimiche è ridotto al minimo.

Sommario - Ultrafiltrazione vs Osmosi inversa 

Le tecniche di ultrafiltrazione e di osmosi inversa sono impiegate nella lavorazione a valle dell'acqua potabile. Lo scopo principale di entrambe queste tecniche è di fornire acqua potabile sicura per il pubblico. L'ultrafiltrazione utilizza un filtro a membrana per filtrare particelle molto minute e soprattutto microrganismi. L'osmosi inversa può filtrare grandi molecole e quindi è più economica ed efficiente.

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Riferimento:

1. "Biocida ecocompatibile ad ampio spettro (perossido di idrogeno e argento)." Consultato il 4 ottobre 2017. Disponibile qui
2. Tecnologie, AXEON Water. "Ultrafiltrazione VS Osmosi Inversa". Trattamento delle acque ad osmosi inversa, purificazione, sistemi di filtrazione, 14 ottobre 2016. Accesso 4 ottobre 2017. Disponibile qui 
3. "Cos'è l'ultrafiltrazione (UF) in termini di tecnologia del filtro a membrana?" Informazioni sulla qualità dell'acqua - Cos'è l'ultrafiltrazione (UF) in termini di tecnologia del filtro a membrana? | Acqua APEC. Disponibile qui

Cortesia dell'immagine:

1. 'Ultrafiltration Grundmühle' di W.E.T. GmbH - W.E.T. GmbH. attraverso Commons Wikimedia
2. 'Sistema ad osmosi inversa' di Mas mufti  (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia