Негізгі айырмашылық – Ультрафильтрация мен Кері осмос
Суды тазарту – қоғамды таза сумен қамтамасыз етудегі маңызды процесс. Суды тазарту процесінде биологиялық, химиялық және физикалық процедураларды қамтитын көптеген қадамдар бар. Ультрафильтрация - молекулалық салмағы 103-106 Да аралығындағы су үлгісінде бар молекулаларды бөлу үшін суды мембраналық сүзгі арқылы сүзу процесі. Кері осмос - судың концентрация градиентіне қарсы жартылай өткізгіш мембрана арқылы өтетін процедура. Кері осмос мембранасы молекулалық салмағы >300 Да болатын бөлшектерді жоққа шығаруға қабілетті. Екі процедураның негізгі айырмашылығы - екі мембранадан сүзілген бөлшектердің мөлшері. Ультрафильтрация төмен молекулалық салмағы бар кішірек молекулаларды сүзеді, ал кері осмос жоғары молекулалық салмағы бар үлкенірек молекулаларды сүзеді.
Ультрафильтрация дегеніміз не?
Ультрафильтрация (UF) – мембраналық фильтрацияның бір түрі. Ол жартылай өткізгіш мембрана арқылы сұйықтық – су үлгісін итермелеу үшін гидростатикалық қысымды пайдаланады. Мембрана шамамен 0,22 мкм немесе 0,45 мкм болатын шағын кеуек өлшемі бар нитроцеллюлозадан тұрады. Ультрафильтрация негізінен үлгідегі бактериялар мен басқа организмдерді жою үшін қолданылады. Ол сондай-ақ суға түс, дәм және иіс беретін ұсақ иондарды, төмен молекулалық бөлшектерді және органикалық заттарды кетіру үшін қолданылады.
01-сурет: Ультрафильтрация
Ультрафильтрация қондырғысы мембраналық материалдан тұратын қуыс ұзын талшықты пайдаланады. Қоректік су жасушаның ішінде немесе талшықтың люменінде ағады. Мембраналық сүзгі тесіктері арқылы су ағыны суспензияланған еріген заттар мен бөлшектерді ұстап тұруға мүмкіндік береді. Сүзілген су мен төмен молекулалы бөлшектер мембрана арқылы өтеді. Содан кейін шығатын су химиялық өңдеу процедураларын қамтитын басқа төменгі ағынды тазарту процедураларынан өтеді.
Ультрафильтрация процесі макромолекулалық (103 – 106 Да) ерітінділерді, әсіресе ақуыз ерітінділерін тазарту және концентрлеу үшін өте қолайлы. Бөлудің негізгі принципі өлшемге негізделген. Кейде мембрана дайындалған материал сүзу жылдамдығы мен тиімділігіне әсер етуі мүмкін.
Ультрафильтрацияның негізгі артықшылықтары:
- Тазарту үшін химиялық заттарды пайдаланбайды.
- Ол өлшемді бөлудің қарапайым процесіне негізделген.
- Оны бөлшектерді де, микроорганизмдерді де жою үшін пайдалануға болады.
- Оны автоматтандыруға болады.
Кері осмос дегеніміз не?
Кері осмос – жартылай өткізгіш мембрана арқылы судың қозғалысын қамтамасыз ету үшін жүйеге гидравликалық қысымнан жоғары қысым қолданылатын процесс. Қозғалыс концентрация градиентіне қарсы жүреді. Кері осмоста қолданылатын мембраналар кері осмос (RO) мембраналары деп аталады. Коммерциялық RO мембраналарын дайындау үшін әдетте полиамидті жұқа қабықшалы композиттер (TFC), целлюлоза ацетаты (CA) және целлюлоза триацетаты (CTA) қолданылады. Мембраналық материалдың түріне байланысты техниканың тиімділігі мен жылдамдығы өзгереді.
02-сурет: Кері осмос
Кері осмос қондырғысы мембраналық материал талшыққа спираль түрінде оралған қуыс талшықтан тұрады. Бұл талшықтар кері осмос үшін бетінің ауданын ұлғайту үшін бір-бірімен байланысқан. Ағып жатқан су жоғары қысымға ұшырағаннан кейін, су және шағын молекулалар жартылай өткізгіш мембрана арқылы өтеді. Бұл үлкен бөлшектерді және қалған қажетсіз бөлшектерді сақтайды. Содан кейін сүзгіден өткен су төменгі өңдеуге жіберіледі.
RO мембраналары микробтарды, органикалық заттарды, иондарды және басқа бөлшектерді қоса алғанда, барлық дерлік бөлшектерді сүзе алады. Үлкен молекулаларды >300 Да молекулалық массаға дейін сүзу кері осмос әдісімен мүмкін болады.
Суды тазартудағы кері осмостың артықшылықтары:
- Үнемділік.
- Барлық дерлік бөлшектерді, соның ішінде иондар мен ауыр металдарды сүзе алады.
- Су үлгілерінен радиоактивті бөлшектерді жою үшін пайдалануға болады.
- Химиялық заттарды қолдану барынша азайтылған.
Ультрафильтрация мен кері осмостың қандай ұқсастықтары бар?
- Екеуі де физикалық бөлуге/сүзуге негізделген суды тазарту әдістері.
- Екеуі де сүзу процедурасында мембраналарды пайдаланады.
- Екі жүйе қондырғысы да мембранамен қапталған қуыс талшықта дайындалған.
- Екі процедурада да органикалық, бейорганикалық заттар, иондар, микробтар және ұсақ шаң немесе микроб бөлшектері сияқты бөлшектер сүзгіден өткізіліп, сақталады.
- Екі әдісте де қолданылатын мембраналар целлюлоза материалынан немесе синтетикалық көміртекті материалдан жасалған.
Ультрафильтрация мен кері осмостың айырмашылығы неде?
Ультрафильтрация және кері осмос |
|
| Ультрафильтрация – су үлгісінде бар молекулаларды бөлу үшін суды мембраналық сүзгі арқылы сүзу процесі. | Кері осмос судың жоғары қысыммен жеңілдетілген концентрация градиентіне қарсы жартылай өткізгіш мембрана арқылы өтетін процесс. |
| Бөлінген бөлшектердің молекулалық салмағы | |
| 103 -106 күн | >300 Да |
| Артықшылықтары | |
|
|
Қорытынды – Ультрафильтрация және кері осмос
Ультрафильтрация және кері осмос әдістері ауыз суды төменгі ағынды өңдеуде қолданылады. Бұл екі әдістің де негізгі мақсаты – халықты қауіпсіз, ауыз сумен қамтамасыз ету. Ультрафильтрация өте ұсақ бөлшектерді және әсіресе микроорганизмдерді сүзу үшін мембраналық сүзгіні пайдаланады. Кері осмос үлкен молекулаларды сүзе алады, сондықтан үнемді және тиімдірек.
Ультрафильтрация және кері осмостың PDF нұсқасын жүктеп алыңыз
Сіз осы мақаланың PDF нұсқасын жүктеп алып, сілтеме жазбасына сәйкес офлайн мақсаттарда пайдалана аласыз. PDF нұсқасын мына жерден жүктеп алыңыз: Ультрафильтрация мен кері осмостың айырмашылығы
