Ključna razlika između jonske izmjene i reverzne osmoze je u tome što je ionska izmjena fizičko-hemijska metoda koja selektivno uklanja zagađivače efikasnom razmjenom jona sličnih električnih naboja, dok je reverzna osmoza fizička metoda u kojoj voda prolazi kroz polupropusna membrana protiv gradijenta koncentracije, primjenom pritiska.
Pročišćavanje vode je važan proces u pružanju čiste vode zajednici. Postoji mnogo koraka uključenih u proces prečišćavanja vode, koji uključuju biološke, hemijske i fizičke postupke. Jonska izmjena i reverzna osmoza su dva procesa koji se koriste u prečišćavanju vode. Oba uklanjaju otopljene čvrste materije iz vode. Neki procesi prečišćavanja vode koriste kombinaciju obje metode. Štaviše, oba se obično koriste u raznim industrijama.
Šta je jonska izmjena?
Jonska izmjena je tehnika koja se koristi u demineralizaciji otpadnih voda i omekšavanju vode za domaćinstvo. U ovoj tehnici, joni se uklanjaju iz vodene otopine razmjenom s drugom ionskom vrstom. Na taj način, slabo vezane ione mogu zamijeniti jako vezujuća jonska vrsta. Ovaj efekat nazivamo principom selektivnosti. Koristeći ovaj princip, neželjeni joni u vodi se zamenjuju drugim jonima tokom tehnike jonske razmene.
Tehnika jonske izmjene može se izvoditi u paketnom ili kontinuiranom načinu rada. Primjenjuje se u prečišćavanju otpadnih voda za uklanjanje dušika, fosfora i teških metala. Osim toga, koristi se za selektivno uklanjanje specifičnih nečistoća i za obnavljanje vrijednih metala u tragovima poput kroma, nikla, bakra, olova i kadmija iz ispuštanja industrijskog otpada.
Slika 01: Jonska izmjena
Jonske izmjenjivačke smole su napravljene od malih poroznih kuglica koje su nerastvorljive u vodi i organskim rastvaračima. Najrasprostranjeniji osnovni materijali su polistiren i poliakrilat. Štaviše, mnogi prirodni minerali, posebno minerali aluminijum-silikata, imaju ovo svojstvo jonske izmjene.
Šta je reverzna osmoza?
Reverzna osmoza je proces u kojem se na sistem primjenjuje pritisak veći od hidrauličkog pritiska kako bi se omogućilo kretanje vode kroz polupropusnu membranu. Kretanje se odvija protiv gradijenta koncentracije. Membrane koje se koriste u reverznoj osmozi nazivaju se membranama reverzne osmoze (RO). Materijali koji se obično koriste za pripremu komercijalnih RO membrana su poliamidni tankoslojni kompoziti (TFC), celulozni acetat (CA) i celulozni triacetat (CTA). U zavisnosti od vrste materijala membrane, efikasnost i brzina tehnike se razlikuju.
Podešavanje reverzne osmoze se sastoji od šupljih vlakana sa membranskim materijalom koji je spiralno namotan oko vlakna. Ova vlakna su povezana kako bi se povećala površina za reverznu osmozu. Kada se voda koja teče podvrgne visokom pritisku, voda i mali molekuli prolaze kroz polupropusnu membranu. Ovo zadržava velike čestice i ostale neželjene čestice. Filtrirana voda se zatim prosljeđuje na daljnju obradu.
Slika 02: Reverzna osmoza (A – Primijenjeni tlak B – Morska voda u C – Zagađivači D – Polupropusna membrana E – Voda za piće F – Distribucija)
RO membrane mogu filtrirati gotovo sve čestice uključujući klice, organsku materiju, jone i druge čestice. Filtracija velikih molekula do molekulske težine od >300 Da je moguća tehnikom reverzne osmoze.
Prednosti reverzne osmoze u prečišćavanju vode
- Efektivnost
- Može filtrirati skoro sve čestice uključujući ione i teške metale
- Može se koristiti za uklanjanje radioaktivnih čestica iz uzoraka vode
- Upotreba hemikalija je minimizirana
Koje su sličnosti između jonske izmjene i reverzne osmoze?
- Jonska izmjena i reverzna osmoza su dva procesa koja se obično koriste u procesima prečišćavanja vode.
- Kombinacija obe metode obezbeđuje visoko kvalitetno pročišćavanje.
- Ionizmjenjivačke smole se mogu instalirati ispred jedinice za reverznu osmozu.
- Upotreba obe metode zavisi od specifičnih prisutnih supstanci, kao i od ciljane čistoće tretiranog toka.
Koja je razlika između jonske izmjene i reverzne osmoze?
Jonska izmjena je fizičko-hemijska metoda kojom se razmjenjuju joni između tečne faze i smole za izmjenu jona. S druge strane, reverzna osmoza je proces u kojem voda prolazi kroz polupropusnu membranu protiv gradijenta koncentracije, što je olakšano visokim pritiskom. Dakle, ovo je ključna razlika između jonske izmjene i reverzne osmoze. Izmjena jona je fizikalno-hemijska metoda, dok je reverzna osmoza fizička metoda. Štaviše, proces jonske izmjene koristi smole za izmjenu jona, dok reverzna osmoza koristi membrane reverzne osmoze.
Infografika ispod prikazuje razliku između jonske izmjene i reverzne osmoze.
Sažetak – Jonska izmjena vs reverzna osmoza
Jonska izmjena i reverzna osmoza su dvije tehnike koje se koriste u procesu prečišćavanja vode. Metoda ionske izmjene je fizičko-hemijski proces koji razmjenjuje ione (zagađivače) u vodi sa smolom za izmjenu jona. Nasuprot tome, reverzna osmoza je fizička metoda kojom se filtriraju svi zagađivači na osnovu veličine. Kod reverzne osmoze voda prolazi kroz polupropusnu membranu. Reverzna osmoza koristi pritisak da prisili vodu kroz membranu. Jonska izmjena uklanja specifične tvari na osnovu jonskog naboja dok reverzna osmoza koristi proces ionskog isključivanja.
