იონური გაცვლასა და საპირისპირო ოსმოსს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ იონური გაცვლა არის ფიზიოქიმიური მეთოდი, რომელიც შერჩევით აშორებს დამაბინძურებლებს მსგავსი ელექტრული მუხტების იონების ეფექტურად გაცვლით, ხოლო საპირისპირო ოსმოსი არის ფიზიკური მეთოდი, რომელშიც წყალი გადადის ნახევრად გამტარი მემბრანა კონცენტრაციის გრადიენტის მიმართ, ზეწოლის მიმართ.
წყლის გაწმენდა მნიშვნელოვანი პროცესია საზოგადოებისთვის სუფთა წყლის მიწოდებისთვის. წყლის გაწმენდის პროცესში ჩართულია მრავალი ეტაპი, რომელიც მოიცავს ბიოლოგიურ, ქიმიურ და ფიზიკურ პროცედურებს. იონის გაცვლა და საპირისპირო ოსმოზი არის ორი პროცესი, რომელიც გამოიყენება წყლის გაწმენდაში.ორივე აშორებს წყლიდან გახსნილ მყარ ნივთიერებებს. წყლის გაწმენდის ზოგიერთი პროცესი იყენებს ორივე მეთოდის კომბინაციას. უფრო მეტიც, ორივე ჩვეულებრივ გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიაში.
რა არის იონის გაცვლა?
იონის გაცვლა არის ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება ჩამდინარე წყლების დემინერალიზაციისა და საყოფაცხოვრებო წყლის დარბილებაში. ამ ტექნიკით, იონები ამოღებულია წყალხსნარიდან სხვა იონურ სახეობებთან გაცვლით. ამ გზით, სუსტად შეკრული იონები შეიძლება გადაინაცვლოს ძლიერად შემაკავშირებელ იონურ სახეობებში. ამ ეფექტს ჩვენ ვუწოდებთ სელექციურობის პრინციპს. ამ პრინციპის გამოყენებით, წყალში არასასურველი იონები იცვლება სხვა იონებით იონური გაცვლის ტექნიკის დროს.
იონის გაცვლის ტექნიკა შეიძლება შესრულდეს პარტიულ ან უწყვეტ რეჟიმში. იგი გამოიყენება ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად აზოტის, ფოსფორის და მძიმე ლითონების მოსაშორებლად. გარდა ამისა, იგი გამოიყენება სპეციფიკური მინარევების შერჩევით მოსაშორებლად და ძვირფასი ლითონების, როგორიცაა ქრომი, ნიკელი, სპილენძი, ტყვია და კადმიუმი სამრეწველო ნარჩენების გამონადენის აღსადგენად.
სურათი 01: იონის გაცვლა
იონგაცვლის ფისები მზადდება პატარა ფოროვანი მარცვლებისგან, რომლებიც არ იხსნება წყალში და ორგანულ გამხსნელებში. ყველაზე ფართოდ გამოყენებული საბაზისო მასალებია პოლისტიროლი და პოლიაკრილატი. გარდა ამისა, ბევრ ბუნებრივ მინერალს, განსაკუთრებით ალუმინის სილიკატურ მინერალებს, აქვთ იონური გაცვლის ეს თვისება.
რა არის საპირისპირო ოსმოზი?
უკუ ოსმოზი არის პროცესი, როდესაც სისტემაზე ჰიდრავლიკურ წნევაზე მეტი წნევა გამოიყენება, რათა წყლის მოძრაობა ნახევრად გამტარ მემბრანაში მოხდეს. მოძრაობა ხდება კონცენტრაციის გრადიენტის საწინააღმდეგოდ. მემბრანებს, რომლებიც გამოიყენება საპირისპირო ოსმოსში, უწოდებენ საპირისპირო ოსმოსის (RO) მემბრანებს. მასალები, რომლებიც ჩვეულებრივ გამოიყენება კომერციული RO მემბრანების მოსამზადებლად არის პოლიამიდური თხელი ფენის კომპოზიტები (TFC), ცელულოზის აცეტატი (CA) და ცელულოზის ტრიაცეტატი (CTA).მემბრანული მასალის ტიპის მიხედვით, ტექნიკის ეფექტურობა და სიჩქარე განსხვავდება.
საპირისპირო ოსმოსის დაყენება შედგება ღრუ ბოჭკოსგან, რომლის მემბრანის მასალა სპირალურადაა შემოჭრილი ბოჭკოს გარშემო. ეს ბოჭკოები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, რათა გაზარდონ ზედაპირის ფართობი საპირისპირო ოსმოსისთვის. მას შემდეგ, რაც მიედინება წყალი ექვემდებარება მაღალ წნევას, წყალი და მცირე მოლეკულები გადის ნახევრად გამტარ მემბრანაში. ეს ინარჩუნებს დიდ ნაწილაკებს და დანარჩენ არასასურველ ნაწილაკებს. შემდეგ გაფილტრული წყალი გადაეცემა ქვედა დინებაში დასამუშავებლად.
სურათი 02: საპირისპირო ოსმოზი (A - გამოყენებული წნევა B - ზღვის წყალი C - დამაბინძურებლები D - ნახევრად გამტარი მემბრანა E - სასმელი წყალი F - განაწილება)
RO მემბრანებს შეუძლიათ გაფილტრონ პრაქტიკულად ყველა ნაწილაკი, მათ შორის მიკრობები, ორგანული ნივთიერებები, იონები და სხვა ნაწილაკები. დიდი მოლეკულების ფილტრაცია >300 Da მოლეკულურ წონამდე შესაძლებელია საპირისპირო ოსმოსის ტექნიკით.
უკუ ოსმოსის უპირატესობები წყლის გაწმენდაში
- ხარჯების ეფექტურობა
- შეუძლია გაფილტროს თითქმის ყველა ნაწილაკი, მათ შორის იონები და მძიმე ლითონები
- შეიძლება გამოყენებულ იქნას წყლის ნიმუშებიდან რადიოაქტიური ნაწილაკების აღმოსაფხვრელად
- ქიმიური ნივთიერებების გამოყენება მინიმუმამდეა
რა მსგავსებაა იონის გაცვლასა და საპირისპირო ოსმოსს შორის?
- იონის გაცვლა და საპირისპირო ოსმოზი არის ორი პროცესი, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება წყლის გაწმენდის პროცესებში.
- ორივე მეთოდის კომბინაცია უზრუნველყოფს მაღალი ხარისხის გაწმენდას.
- იონგაცვლის ფისები შეიძლება დამონტაჟდეს საპირისპირო ოსმოსის ერთეულის წინ.
- ორივე მეთოდის გამოყენება დამოკიდებულია არსებულ სპეციფიკურ ნივთიერებებზე და ასევე დამუშავებული ნაკადის სამიზნე სისუფთავეზე.
რა განსხვავებაა იონის გაცვლასა და საპირისპირო ოსმოსს შორის?
იონის გაცვლა არის ფიზიოქიმიური მეთოდი, რომელიც ცვლის იონებს თხევად ფაზასა და იონგამცვლელ ფისს შორის. მეორეს მხრივ, საპირისპირო ოსმოზი არის პროცესი, როდესაც წყალი გადადის ნახევრად გამტარ მემბრანაზე კონცენტრაციის გრადიენტის საწინააღმდეგოდ, რასაც ხელს უწყობს მაღალი წნევა. ასე რომ, ეს არის მთავარი განსხვავება იონის გაცვლასა და საპირისპირო ოსმოსს შორის. იონის გაცვლა არის ფიზიოქიმიური მეთოდი, ხოლო საპირისპირო ოსმოზი ფიზიკური მეთოდია. გარდა ამისა, იონური გაცვლის პროცესი იყენებს იონგაცვლის ფისებს, ხოლო საპირისპირო ოსმოსი იყენებს საპირისპირო ოსმოსის მემბრანებს.
ქვემოთ მოცემული ინფოგრაფიკა ასახავს განსხვავებას იონურ გაცვლასა და საპირისპირო ოსმოსს შორის.
შეჯამება - იონის გაცვლა უკუ ოსმოსის წინააღმდეგ
იონის გაცვლა და საპირისპირო ოსმოზი არის ორი ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება წყლის გაწმენდის პროცესში.იონის გაცვლის მეთოდი არის ფიზიოქიმიური პროცესი, რომელიც ცვლის წყალში იონებს (დაბინძურებებს) იონგამცვლელ ფისთან. ამის საპირისპიროდ, საპირისპირო ოსმოზი არის ფიზიკური მეთოდი, რომელიც ფილტრავს ყველა დამაბინძურებელს ზომის მიხედვით. საპირისპირო ოსმოსის დროს წყალი გადის ნახევრად გამტარ მემბრანაში. საპირისპირო ოსმოსი იყენებს ზეწოლას წყლის მემბრანაზე გადასასვლელად. იონური გაცვლა შლის სპეციფიკურ ნივთიერებებს იონურ მუხტებზე დაყრდნობით, ხოლო საპირისპირო ოსმოსი იყენებს იონური გამორიცხვის პროცესს.
