Nøgleforskellen mellem ionbytning og omvendt osmose er, at ionbytning er en fysisk-kemisk metode, der selektivt fjerner forurenende stoffer ved effektivt at udveksle ioner med lignende elektriske ladninger, mens omvendt osmose er en fysisk metode, hvor vand ledes gennem en semipermeabel membran mod en koncentrationsgradient, der påfører et tryk.
Vandrensning er en vigtig proces i at levere rent vand til samfundet. Der er mange trin involveret i vandrensningsprocessen, som omfatter biologiske, kemiske og fysiske procedurer. Ionbytning og omvendt osmose er to processer, der bruges til vandrensning. Begge fjerner opløste faste stoffer fra vand. Nogle vandrensningsprocesser bruger en kombination af begge metoder. Begge er desuden almindeligt brugt på tværs af en række forskellige brancher.
Hvad er Ion Exchange?
Ionbytning er en teknik, der bruges til demineralisering af spildevand og blødgøring af husholdningsvand. I denne teknik fjernes ioner fra den vandige opløsning ved at udskifte dem med en anden ionart. På denne måde kan svagt bundne ioner fortrænges af en stærkt bindende ionart. Vi kalder dette effektprincip for selektivitet. Ved at bruge dette princip erstattes uønskede ioner i vandet med andre ioner under ionbytningsteknikken.
Ionbytningsteknik kan udføres i batch- eller kontinuerlig tilstand. Det anvendes i spildevandsrensning til fjernelse af nitrogen, fosfor og tungmetaller. Desuden bruges det til at fjerne specifikke urenheder selektivt og til at genvinde værdifulde spormetaller som krom, nikkel, kobber, bly og cadmium fra industriaffaldsudledninger.
Figur 01: Ionudveksling
Ionbytterharpikser er lavet af små porøse perler, der er uopløselige i vand og organiske opløsningsmidler. De mest udbredte grundmaterialer er polystyren og polyacrylat. Desuden har mange naturligt forekommende mineraler, især aluminiumsilikatmineraler, denne egenskab ved ionbytning.
Hvad er omvendt osmose?
Omvendt osmose er den proces, hvor et tryk, der er større end det hydrauliske tryk, påføres systemet for at tillade bevægelse af vand gennem en semipermeabel membran. Bevægelsen foregår mod en koncentrationsgradient. Membranerne, der bruges i omvendt osmose, betegnes som omvendt osmose (RO) membraner. De materialer, der almindeligvis anvendes til fremstilling af kommercielle RO-membraner, er polyamid-tyndfilmkompositter (TFC), celluloseacetat (CA) og cellulosetriacetat (CTA). Afhængigt af typen af membranmateriale varierer effektiviteten og hastigheden af teknikken.
Opsætningen af omvendt osmose er sammensat af en hul fiber, hvor membranmaterialet er spiralviklet omkring fiberen. Disse fibre er bundet sammen for at øge overfladearealet for omvendt osmose. Når det strømmende vand er udsat for højt tryk, passerer vandet og små molekyler gennem den semipermeable membran. Herved tilbageholdes de store partikler og resten af de uønskede partikler. Det filtrerede vand ledes derefter til nedstrømsbehandling.
Figur 02: Omvendt osmose (A – Påført tryk B – Havvand i C – Forurenende stoffer D – Semi-permeabel membran E – Drikkevand ud F – Fordeling)
RO-membraner kan bortfiltrere stort set alle partikler, inklusive bakterier, organisk materiale, ioner og andre partikler. Filtrering af store molekyler op til en molekylvægt på >300 Da er mulig med omvendt osmoseteknik.
Fordele ved omvendt osmose i vandrensning
- Omkostningseffektivitet
- Kan bortfiltrere næsten alle partikler, inklusive ioner og tungmetaller
- Kan bruges til at fjerne radioaktive partikler fra vandprøver
- Kemisk brug er minimeret
Hvad er lighederne mellem ionbytning og omvendt osmose?
- Ionbytning og omvendt osmose er to processer, der almindeligvis anvendes i vandrensningsprocesser.
- Kombination af begge metoder giver en rensning af høj kvalitet.
- Ionbytterharpikser kan installeres foran en omvendt osmoseenhed.
- Anvendelsen af begge metoder afhænger af de specifikke tilstedeværende stoffer samt målrenheden af den behandlede strøm.
Hvad er forskellen mellem ionbytning og omvendt osmose?
Ionbytning er en fysisk-kemisk metode, som udveksler ioner mellem en flydende fase og en ionbytterharpiks. På den anden side er omvendt osmose den proces, hvor vand ledes hen over en semipermeabel membran mod koncentrationsgradienten, som lettes af højt tryk. Så dette er den vigtigste forskel mellem ionbytning og omvendt osmose. Ionbytning er en fysisk-kemisk metode, mens omvendt osmose er en fysisk metode. Desuden bruger ionbytterprocessen ionbytterharpikser, mens omvendt osmose anvender omvendt osmosemembraner.
Nedenstående infografik viser forskellen mellem ionbytning og omvendt osmose.
Opsummering – Ionbytning vs omvendt osmose
Ionbytning og omvendt osmose er to teknikker, der bruges i vandrensningsprocessen. Ionbyttermetode er en fysisk-kemisk proces, der udveksler ioner (forurenende stoffer) i vandet med en ionbytterharpiks. I modsætning hertil er omvendt osmose en fysisk metode, som filtrerer alle de fleste forureninger baseret på størrelsen. Ved omvendt osmose ledes vand gennem en semipermeabel membran. Omvendt osmose bruger tryk til at tvinge vand hen over membranen. Ionbytning fjerner specifikke stoffer baseret på de ioniske ladninger, mens omvendt osmose bruger en ionisk udelukkelsesproces.
