İyon değişimi ile ters ozmoz arasındaki temel fark, iyon değişiminin benzer elektrik yüklü iyonları etkili bir şekilde değiştirerek kirleticileri seçici olarak ortadan kaldıran bir fizyo-kimyasal yöntem olması, ters ozmoz ise suyun bir yüzeyden geçirildiği fiziksel bir yöntemdir. bir basınç uygulayarak bir konsantrasyon gradyanına karşı yarı geçirgen zar.
Su arıtma, topluma temiz su sağlamada önemli bir süreçtir. Su arıtma işleminde biyolojik, kimyasal ve fiziksel prosedürleri içeren birçok adım vardır. İyon değişimi ve ters ozmoz, su arıtmada kullanılan iki işlemdir. Her ikisi de çözünmüş katıları sudan uzaklaştırır. Bazı su arıtma işlemleri, her iki yöntemin bir kombinasyonunu kullanır. Ayrıca, her ikisi de çeşitli sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
İyon Değişimi Nedir?
İyon değişimi, atık suyun demineralizasyonunda ve evsel suyun yumuşatılmasında kullanılan bir tekniktir. Bu teknikte iyonlar, sulu çözeltiden başka bir iyonik türle değiştirilerek uzaklaştırılır. Bu şekilde, zayıf bağlı iyonlar, güçlü bir şekilde bağlanan iyonik türler tarafından yer değiştirebilir. Bu etkiye seçicilik ilkesi diyoruz. Bu prensibi kullanarak iyon değiştirme tekniği sırasında sudaki istenmeyen iyonlar diğer iyonlarla değiştirilir.
İyon değiştirme tekniği toplu veya sürekli modda yürütülebilir. Azot, fosfor ve ağır metallerin giderilmesi için atık su arıtımında uygulanır. Ayrıca, belirli safsızlıkları seçici olarak gidermek ve endüstriyel atık deşarjlarından krom, nikel, bakır, kurşun ve kadmiyum gibi değerli eser metalleri geri kazanmak için kullanılır.
Şekil 01: İyon Değişimi
İyon değişim reçineleri, suda ve organik çözücülerde çözünmeyen küçük gözenekli boncuklardan yapılır. En yaygın olarak kullanılan temel malzemeler polistiren ve poliakrilattır. Ayrıca, doğal olarak oluşan birçok mineral, özellikle alüminyum silikat mineralleri, bu iyon değiştirme özelliğine sahiptir.
Ters Ozmoz nedir?
Ters ozmoz, suyun yarı geçirgen bir zardan geçmesini sağlamak için sisteme hidrolik basınçtan daha büyük bir basıncın uygulanması işlemidir. Hareket, bir konsantrasyon gradyanına karşı gerçekleşir. Ters ozmozda kullanılan membranlara ters ozmoz (RO) membranları denir. Ticari RO membranlarını hazırlamak için yaygın olarak kullanılan malzemeler, poliamid ince film kompozitleri (TFC), selüloz asetat (CA) ve selüloz triasetattır (CTA). Membran malzemesinin türüne bağlı olarak, tekniğin verimliliği ve hızı farklılık gösterir.
Ters ozmoz düzeneği, membran malzemesinin fiberin etrafına spiral olarak sarıldığı içi boş bir fiberden oluşur. Bu lifler, ters ozmoz için yüzey alanını artırmak üzere birbirine bağlanır. Akan su yüksek basınca maruz kaldığında, su ve küçük moleküller yarı geçirgen zardan geçer. Bu, büyük parçacıkları ve istenmeyen parçacıkların geri kalanını tutar. Filtrelenen su daha sonra akış aşağı işleme için geçirilir.
Şekil 02: Ters Ozmoz (A – Uygulanan basınç B – Deniz suyu C – Kirleticiler D – Yarı geçirgen membran E – İçilebilir su çıkışı F – Dağıtım)
RO membranlar, mikroplar, organik maddeler, iyonlar ve diğer partikül maddeler dahil olmak üzere neredeyse tüm partikülleri filtreleyebilir. Molekül ağırlığı >300 Da'ya kadar olan büyük moleküllerin süzülmesi, ters ozmoz tekniği ile mümkündür.
Su Arıtmada Ters Ozmozun Avantajları
- Maliyet etkinliği
- İyonlar ve ağır metaller dahil neredeyse tüm parçacıkları filtreleyebilir
- Su örneklerinden radyoaktif parçacıkları yok etmek için kullanılabilir
- Kimyasal kullanım en aza indirilmiştir
İyon Değişimi ve Ters Ozmoz Arasındaki Benzerlikler Nelerdir?
- İyon değişimi ve ters ozmoz, su arıtma işlemlerinde yaygın olarak kullanılan iki işlemdir.
- İki yöntemin kombinasyonu yüksek kalitede saflaştırma sağlar.
- İyon değiştirici reçineler bir ters ozmoz ünitesinin önüne monte edilebilir.
- Her iki yöntemin kullanımı, işlenen akışın hedef saflığının yanı sıra mevcut belirli maddelere bağlıdır.
İyon Değişimi ile Ters Ozmoz Arasındaki Fark Nedir?
İyon değişimi, bir sıvı faz ve bir iyon değişim reçinesi arasında iyon alışverişi yapan fizyo-kimyasal bir yöntemdir. Öte yandan, ters ozmoz, suyun yüksek basınçla kolaylaştırılan konsantrasyon gradyanına karşı yarı geçirgen bir zardan geçirildiği süreçtir. Bu, iyon değişimi ile ters ozmoz arasındaki temel farktır. İyon değişimi fizyo-kimyasal bir yöntemdir, ters ozmoz ise fiziksel bir yöntemdir. Ayrıca, iyon değiştirme işleminde iyon değiştirme reçineleri kullanılırken, ters ozmozda ters ozmoz membranları kullanılır.
Aşağıdaki infografik, iyon değişimi ve ters ozmoz arasındaki farkı tablo halinde göstermektedir.
Özet – İyon Değişimi ve Ters Ozmoz
İyon değişimi ve ters ozmoz, su arıtma işleminde kullanılan iki tekniktir. İyon değiştirme yöntemi, sudaki iyonları (kirleticileri) bir iyon değiştirme reçinesi ile değiştiren fizyo-kimyasal bir işlemdir. Buna karşılık, ters ozmoz, tüm kirleticileri boyuta göre filtreleyen fiziksel bir yöntemdir. Ters ozmozda su yarı geçirgen bir zardan geçirilir. Ters ozmoz, suyu zar boyunca zorlamak için basınç kullanır. İyon değişimi, iyonik yüklere dayalı olarak belirli maddeleri uzaklaştırırken, ters ozmoz bir iyonik dışlama sürecini kullanır.
