Dallimi kryesor midis shkëmbimit të joneve dhe osmozës së kundërt është se shkëmbimi jonik është një metodë fiziko-kimike që heq në mënyrë selektive ndotësit duke shkëmbyer në mënyrë efektive jonet e ngarkesave elektrike të ngjashme ndërsa osmoza e kundërt është një metodë fizike në të cilën uji kalon nëpër membranë gjysmë e përshkueshme kundër një gradient përqendrimi, duke ushtruar një presion.
Pastrimi i ujit është një proces i rëndësishëm në sigurimin e ujit të pastër për komunitetin. Ka shumë hapa të përfshirë në procesin e pastrimit të ujit, të cilat përfshijnë procedura biologjike, kimike dhe fizike. Shkëmbimi i joneve dhe osmoza e kundërt janë dy procese që përdoren në pastrimin e ujit. Të dyja heqin lëndët e ngurta të tretura nga uji. Disa procese të pastrimit të ujit përdorin një kombinim të të dyja metodave. Për më tepër, të dyja përdoren zakonisht në një sërë industrish.
Çfarë është Shkëmbimi Jon?
Shkëmbimi i joneve është një teknikë e përdorur në demineralizimin e ujërave të zeza dhe zbutjen e ujit shtëpiak. Në këtë teknikë, jonet hiqen nga tretësira ujore duke i shkëmbyer me një specie tjetër jonike. Në këtë mënyrë, jonet e lidhura dobët mund të zhvendosen nga një specie jonike e lidhur fort. Ne e quajmë këtë efekt parimi i selektivitetit. Duke përdorur këtë parim, jonet e padëshiruara në ujë zëvendësohen nga jone të tjerë gjatë teknikës së shkëmbimit të joneve.
Teknika e shkëmbimit të joneve mund të ekzekutohet në mënyrë batch ose të vazhdueshme. Aplikohet në pastrimin e ujërave të zeza për largimin e azotit, fosforit dhe metaleve të rënda. Për më tepër, përdoret për të hequr papastërtitë specifike në mënyrë selektive dhe për të rikuperuar metale të vlefshme gjurmë si kromi, nikeli, bakri, plumbi dhe kadmiumi nga shkarkimet e mbetjeve industriale.
Figura 01: Shkëmbimi i joneve
Rrëshirat e shkëmbimit të joneve janë bërë nga rruaza të vogla poroze që janë të patretshme në ujë dhe tretës organikë. Materialet bazë më të përdorura janë polistiren dhe poliakrilat. Për më tepër, shumë minerale natyrale, veçanërisht mineralet silikate të aluminit, kanë këtë veti të shkëmbimit të joneve.
Çfarë është osmoza e kundërt?
Osmoza e kundërt është procesi ku një presion më i madh se presioni hidraulik aplikohet në sistem për të lejuar lëvizjen e ujit përmes një membrane gjysmë të përshkueshme. Lëvizja zhvillohet kundër një gradient përqendrimi. Membranat që përdoren në osmozën e kundërt quhen membrana të osmozës së kundërt (RO). Materialet që përdoren zakonisht për përgatitjen e membranave RO komerciale janë kompozita poliamide me shtresë të hollë (TFC), acetat celulozë (CA) dhe triacetate celulozë (CTA). Varësisht nga lloji i materialit të membranës, efikasiteti dhe shpejtësia e teknikës ndryshojnë.
Konfigurimi i osmozës së kundërt përbëhet nga një fibër e zbrazët me materialin e membranës duke u mbështjellë në mënyrë spirale rreth fibrës. Këto fibra janë të lidhura së bashku për të rritur sipërfaqen për osmozë të kundërt. Pasi uji që rrjedh i nënshtrohet presionit të lartë, uji dhe molekulat e vogla kalojnë nëpër membranën gjysmë të përshkueshme. Kjo ruan grimcat e mëdha dhe pjesën tjetër të grimcave të padëshiruara. Më pas, uji i filtruar kalohet për përpunim në rrjedhën e poshtme.
Figura 02: Osmozë e kundërt (A – Presioni i aplikuar B – Uji i detit në C – Ndotësit D – Membrana gjysmë e përshkueshme E – Uji i pijshëm jashtë F – Shpërndarja)
Membranat RO mund të filtrojnë pothuajse të gjitha grimcat duke përfshirë mikrobet, lëndën organike, jonet dhe lëndë të tjera grimcash. Filtrimi i molekulave të mëdha deri në një peshë molekulare prej >300 Da është i mundur me teknikën e osmozës së kundërt.
Përparësitë e osmozës së kundërt në pastrimin e ujit
- efektiviteti i kostos
- Mund të filtrojë pothuajse të gjitha grimcat duke përfshirë jonet dhe metalet e rënda
- Mund të përdoret për të eliminuar grimcat radioaktive nga mostrat e ujit
- Përdorimi i kimikateve është minimizuar
Cilat janë ngjashmëritë midis shkëmbimit të joneve dhe osmozës së kundërt?
- Shkëmbimi i joneve dhe osmoza e kundërt janë dy procese që përdoren zakonisht në proceset e pastrimit të ujit.
- Kombinimi i të dyja metodave siguron një pastrim me cilësi të lartë.
- Rrëshirat e shkëmbimit të joneve mund të instalohen përpara një njësie me osmozë të kundërt.
- Përdorimi i të dyja metodave varet nga substancat specifike të pranishme si dhe nga pastërtia e synuar e rrjedhës së trajtuar.
Cili është ndryshimi midis shkëmbimit të joneve dhe osmozës së kundërt?
Shkëmbimi i joneve është një metodë fiziko-kimike e cila shkëmben jonet midis një faze të lëngshme dhe një rrëshirë shkëmbyese jonesh. Nga ana tjetër, osmoza e kundërt është procesi ku uji kalon nëpër një membranë gjysmë të përshkueshme kundër gradientit të përqendrimit, i cili lehtësohet nga presioni i lartë. Pra, ky është ndryshimi kryesor midis shkëmbimit të joneve dhe osmozës së kundërt. Shkëmbimi i joneve është një metodë fiziko-kimike, ndërsa osmoza e kundërt është një metodë fizike. Për më tepër, procesi i shkëmbimit të joneve përdor rrëshirat e shkëmbimit të joneve ndërsa osmoza e kundërt përdor membranat e osmozës së kundërt.
Infografia e mëposhtme pasqyron diferencën midis shkëmbimit të joneve dhe osmozës së kundërt.
Përmbledhje – Shkëmbimi jonesh kundrejt osmozës së kundërt
Shkëmbimi i joneve dhe osmoza e kundërt janë dy teknika të përdorura në procesin e pastrimit të ujit. Metoda e shkëmbimit të joneve është një proces fiziko-kimik i cili shkëmben jonet (ndotësit) në ujë me një rrëshirë jon-këmbyese. Në të kundërt, osmoza e kundërt është një metodë fizike që filtron të gjithë ndotësit në bazë të madhësisë. Në osmozë të kundërt, uji kalon përmes një membrane gjysmë të përshkueshme. Osmoza e kundërt përdor presionin për të detyruar ujin nëpër membranë. Shkëmbimi i joneve heq substanca specifike bazuar në ngarkesat jonike ndërsa osmoza e kundërt përdor një proces të përjashtimit jonik.
