الفرق الرئيسي بين التبادل الأيوني والتناضح العكسي هو أن التبادل الأيوني هو طريقة فيزيائية كيميائية تزيل بشكل انتقائي الملوثات عن طريق التبادل الفعال للأيونات ذات الشحنات الكهربائية المماثلة بينما التناضح العكسي هو طريقة فيزيائية يتم فيها تمرير الماء عبر غشاء شبه منفذ مقابل تدرج تركيز ، يطبق ضغطًا.
تنقية المياه عملية مهمة في توفير المياه النظيفة للمجتمع. هناك العديد من الخطوات المتضمنة في عملية تنقية المياه ، والتي تشمل الإجراءات البيولوجية والكيميائية والفيزيائية. التبادل الأيوني والتناضح العكسي عمليتان تستخدمان في تنقية المياه.كلاهما يزيل المواد الصلبة الذائبة من الماء. تستخدم بعض عمليات تنقية المياه مزيجًا من كلا الطريقتين. علاوة على ذلك ، يتم استخدام كلاهما بشكل شائع في مجموعة متنوعة من الصناعات.
ما هو التبادل الأيوني؟
التبادل الأيوني هو تقنية تستخدم في إزالة المعادن من مياه الصرف الصحي وتليين المياه المنزلية. في هذه التقنية ، تتم إزالة الأيونات من المحلول المائي عن طريق استبدالها بأنواع أيونية أخرى. بهذه الطريقة ، يمكن إزاحة الأيونات ضعيفة الارتباط بواسطة أنواع أيونية شديدة الارتباط. نسمي هذا المبدأ تأثير الانتقائية. باستخدام هذا المبدأ ، يتم استبدال الأيونات غير المرغوب فيها في الماء بأيونات أخرى أثناء تقنية التبادل الأيوني.
يمكن تنفيذ تقنية التبادل الأيوني في الوضع الدفعي أو المستمر. يتم استخدامه في تنقية مياه الصرف الصحي لإزالة النيتروجين والفوسفور والمعادن الثقيلة. علاوة على ذلك ، يتم استخدامه لإزالة شوائب معينة بشكل انتقائي واستعادة المعادن النادرة القيمة مثل الكروم والنيكل والنحاس والرصاص والكادميوم من تصريف النفايات الصناعية.
الشكل 01: التبادل الأيوني
راتنجات التبادل الأيوني مصنوعة من حبيبات صغيرة مسامية غير قابلة للذوبان في الماء والمذيبات العضوية. المواد الأساسية الأكثر استخدامًا هي البوليسترين والبولي أكريلات. علاوة على ذلك ، فإن العديد من المعادن التي تحدث بشكل طبيعي ، وخاصة معادن سيليكات الألومنيوم ، لها خاصية التبادل الأيوني.
ما هو التناضح العكسي؟
التناضح العكسي هو العملية التي يتم فيها تطبيق ضغط أكبر من الضغط الهيدروليكي على النظام للسماح بحركة الماء عبر غشاء شبه منفذ. تتم الحركة مقابل تدرج تركيز. تسمى الأغشية المستخدمة في التناضح العكسي بأغشية التناضح العكسي (RO). المواد المستخدمة بشكل شائع لتحضير أغشية التناضح العكسي التجارية هي مركبات الأغشية الرقيقة من مادة البولي أميد (TFC) وخلات السليلوز (CA) وثلاثي أسيتات السليلوز (CTA).اعتمادًا على نوع مادة الغشاء ، تختلف كفاءة وسرعة التقنية.
يتكون إعداد التناضح العكسي من ألياف مجوفة مع التفاف مادة الغشاء حلزونيًا حول الألياف. ترتبط هذه الألياف معًا لزيادة مساحة السطح للتناضح العكسي. بمجرد تعرض المياه المتدفقة لضغط عالٍ ، يمر الماء والجزيئات الصغيرة عبر الغشاء شبه المنفذ. هذا يحتفظ بالجزيئات الكبيرة وبقية الجسيمات غير المرغوب فيها. ثم يتم تمرير المياه المفلترة للمعالجة النهائية.
الشكل 02: التناضح العكسي (أ - الضغط المطبق ب - مياه البحر في ج - الملوثات د - غشاء شبه منفذ E - إخراج مياه الشرب F - التوزيع)
يمكن لأغشية التناضح العكسي تصفية جميع الجسيمات تقريبًا بما في ذلك الجراثيم والمواد العضوية والأيونات والمواد الجسيمية الأخرى. يمكن ترشيح الجزيئات الكبيرة حتى الوزن الجزيئي >300 Da بتقنية التناضح العكسي.
مزايا التناضح العكسي في تنقية المياه
- فعالية التكلفة
- يمكنه تصفية جميع الجزيئات تقريبًا بما في ذلك الأيونات والمعادن الثقيلة
- يمكن استخدامها لإزالة الجسيمات المشعة من عينات المياه
- تقليل استخدام المواد الكيميائية
ما هي أوجه التشابه بين التبادل الأيوني والتناضح العكسي؟
- التبادل الأيوني والتناضح العكسي هما عمليتان تستخدمان بشكل شائع في عمليات تنقية المياه.
- مزيج من كلتا الطريقتين يوفر تنقية عالية الجودة.
- يمكن تركيب راتنجات التبادل الأيوني أمام وحدة التناضح العكسي.
- يعتمد استخدام كلتا الطريقتين على المواد المحددة الموجودة وكذلك النقاء المستهدف للتيار المعالج.
ما هو الفرق بين التبادل الأيوني والتناضح العكسي؟
التبادل الأيوني هو طريقة فيزيائية كيميائية تقوم بتبادل الأيونات بين الطور السائل وراتنج التبادل الأيوني. من ناحية أخرى ، فإن التناضح العكسي هو العملية التي يتم فيها تمرير الماء عبر غشاء شبه منفذ مقابل تدرج التركيز ، والذي يسهله الضغط العالي. إذن ، هذا هو الفرق الرئيسي بين التبادل الأيوني والتناضح العكسي. التبادل الأيوني هو طريقة فيزيائية كيميائية ، بينما التناضح العكسي هو طريقة فيزيائية. علاوة على ذلك ، تستخدم عملية التبادل الأيوني راتنجات التبادل الأيوني بينما يستخدم التناضح العكسي أغشية التناضح العكسي.
الجدول البياني أدناه يوضح الفرق بين التبادل الأيوني والتناضح العكسي.
ملخص - التبادل الأيوني مقابل التناضح العكسي
التبادل الأيوني والتناضح العكسي هما تقنيتان مستخدمتان في عملية تنقية المياه.طريقة التبادل الأيوني هي عملية فيزيائية كيميائية تقوم بتبادل الأيونات (الملوثات) في الماء براتنج التبادل الأيوني. في المقابل ، يعتبر التناضح العكسي طريقة فيزيائية تقوم بتصفية معظم الملوثات بناءً على الحجم. في التناضح العكسي ، يتم تمرير الماء من خلال غشاء شبه منفذ. يستخدم التناضح العكسي الضغط لإجبار الماء عبر الغشاء. يزيل التبادل الأيوني مواد معينة بناءً على الشحنات الأيونية بينما يستخدم التناضح العكسي عملية الاستبعاد الأيوني.
