Hauptunterschied – Ultrafiltration vs. Umkehrosmose
Die Wasserreinigung ist ein wichtiger Prozess bei der Versorgung der Gemeinde mit sauberem Wasser. Der Wasserreinigungsprozess umfasst viele Schritte, die biologische, chemische und physikalische Verfahren umfassen. Ultrafiltration ist der Prozess, bei dem Wasser durch einen Membranfilter gefiltert wird, um in der Wasserprobe vorhandene Moleküle mit einem Molekulargewicht zwischen 103 – 106 Da abzutrennen. Umkehrosmose ist ein Verfahren, bei dem Wasser gegen ein Konzentrationsgefälle durch eine semipermeable Membran geleitet wird. Die Umkehrosmosemembran ist in der Lage, Partikel mit einem Molekulargewicht von >300 Da zurückzuweisen. Der entscheidende Unterschied zwischen den beiden Verfahren ist die Größe der Partikel, die von den beiden Membranen gefiltert werden. Ultrafiltration filtert kleinere Moleküle mit niedrigem Molekulargewicht, wohingegen Umkehrosmose größere Moleküle mit höherem Molekulargewicht herausfiltern kann.
Was ist Ultrafiltration?
Ultrafiltration (UF) ist eine Art Membranfiltration. Es verwendet hydrostatischen Druck, um Flüssigkeit – Wasserprobe – durch die semipermeable Membran zu drücken. Die Membran besteht aus Nitrozellulose mit einer kleinen Porengröße von etwa 0,22 µm oder 0,45 µm. 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 membranartigen Material besteht. Das Speisewasser fließt entweder innerhalb der Zelle oder im Lumen der Faser. Der Wasserfluss durch die Poren des Membranfilters ermöglicht das Zurückh alten der suspendierten gelösten Stoffe und Partikel. Das gefilterte Wasser und die Partikel mit niedrigem Molekulargewicht passieren die Membran. Das austretende Wasser wird dann anderen nachgesch alteten Reinigungsverfahren unterzogen, die chemische Behandlungsverfahren umfassen.
Der Prozess der Ultrafiltration wird idealerweise zur Reinigung und Konzentrierung von makromolekularen (103 – 106 Da) Lösungen, insbesondere Proteinlösungen, eingesetzt. Das Hauptprinzip der Trennung basiert auf der Größe. Auch das Material, aus dem die Membran hergestellt wird, kann sich manchmal auf die Filtrationsgeschwindigkeit und -effizienz auswirken.
Die Hauptvorteile der Ultrafiltration sind:
- Es verwendet keine Chemikalien zur Reinigung.
- 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 größer als der hydraulische Druck auf das System ausgeübt wird, um die Bewegung von Wasser durch eine halbdurchlässige Membran zu ermöglichen. Die Bewegung erfolgt gegen einen Konzentrationsgradienten. Die Membranen, die bei der Umkehrosmose verwendet werden, werden als Umkehrosmose (RO)-Membranen bezeichnet. Die Materialien, die üblicherweise zur Herstellung kommerzieller RO-Membranen verwendet werden, sind Polyamid-Dünnfilm-Verbundstoffe (TFC), Zelluloseacetat (CA) und Zellulosetriacetat (CTA). Je nach Art des Membranmaterials ändert sich die Effizienz und Geschwindigkeit der Technik.
Abbildung 02: Umkehrosmose
Die Umkehrosmoseanlage besteht aus einer Hohlfaser, um die das Membranmaterial spiralförmig gewickelt ist. Diese Fasern werden miteinander verbunden, um die Oberfläche für die Umkehrosmose zu vergrößern. Sobald das fließende Wasser hohem Druck ausgesetzt wird, passieren das Wasser und die kleinen Moleküle die semipermeable Membran. Dies hält die großen Partikel und den Rest der unerwünschten Partikel zurück. Das gefilterte Wasser wird dann der nachgesch alteten Verarbeitung zugeführt.
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 Umkehrosmosetechnik möglich.
Die Vorteile der Umkehrosmose bei der Wasseraufbereitung sind:
- Wirtschaftlichkeit.
- Kann fast alle Partikel herausfiltern, einschließlich Ionen und Schwermetalle.
- Kann verwendet werden, um radioaktive Partikel aus Wasserproben zu entfernen.
- Der Einsatz von Chemikalien wird minimiert.
Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Ultrafiltration und Umkehrosmose?
- Beide sind Wasserreinigungstechniken, die auf physikalischer Trennung/Filtration basieren.
- Beide verwenden Membranen im Filtrationsverfahren.
- Beide Systemaufbauten werden in einer mit der Membran beschichteten Hohlfaser präpariert.
- Bei beiden Verfahren werden Feinstaub einschließlich organischer, anorganischer Stoffe, Ionen, Mikroben und kleine Staub- oder Keimpartikel herausgefiltert und zurückgeh alten.
- Die bei beiden Techniken verwendeten Membranen bestehen aus einem Zellulosematerial oder einem synthetischen Kohlenstoffmaterial.
Was ist der Unterschied zwischen Ultrafiltration und Umkehrosmose?
Ultrafiltration vs. Umkehrosmose |
|
| 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 halbdurchlässige Membran gegen den Konzentrationsgradienten geleitet wird, der durch hohen Druck ermöglicht wird. |
| Molekulargewicht getrennter Teilchen | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Vorteile | |
|
|
Zusammenfassung – Ultrafiltration vs. Umkehrosmose
Die Verfahren Ultrafiltration und Umkehrosmose werden in der Weiterverarbeitung von Trinkwasser eingesetzt. Der Hauptzweck dieser beiden Techniken ist die Bereitstellung von sicherem Trinkwasser für die Öffentlichkeit. Die Ultrafiltration verwendet einen Membranfilter, um kleinste Partikel und insbesondere Mikroorganismen herauszufiltern. Umkehrosmose kann große Moleküle herausfiltern und ist daher kostengünstiger und effizienter.
Laden Sie die PDF-Version von Ultrafiltration vs. Umkehrosmose herunter
Sie können die PDF-Version dieses Artikels herunterladen und gemäß Zitationshinweis für Offline-Zwecke verwenden. Bitte laden Sie die PDF-Version hier herunter. Unterschied zwischen Ultrafiltration und Umkehrosmose
