Ион солилцоо ба урвуу осмос хоёрын гол ялгаа нь ион солилцоо нь ижил төстэй цахилгаан цэнэгийн ионыг үр дүнтэй солилцох замаар бохирдуулагч бодисыг сонгон зайлуулдаг физик-химийн арга бөгөөд урвуу осмос нь ус дамжуулах физик арга юм. концентрацийн градиентийн эсрэг хагас нэвчүүлэх мембран, даралтат.
Ус цэвэршүүлэх нь ард иргэдийг цэвэр усаар хангах чухал үйл явц юм. Ус цэвэршүүлэх үйл явц нь биологи, хими, физикийн процедурыг багтаасан олон үе шаттай байдаг. Ион солилцоо ба урвуу осмос нь ус цэвэршүүлэхэд хэрэглэгддэг хоёр процесс юм. Аль аль нь уснаас ууссан хатуу бодисыг зайлуулдаг. Ус цэвэршүүлэх зарим процесс нь хоёр аргыг хослуулан хэрэглэдэг. Түүнчлэн, хоёуланг нь олон төрлийн салбарт ашигладаг.
Ионы солилцоо гэж юу вэ?
Ион солилцоо нь бохир усыг эрдэсгүйжүүлэх, ахуйн усыг зөөлрүүлэхэд ашигладаг техник юм. Энэ техникээр ионуудыг өөр ионы төрөл зүйлтэй сольж усан уусмалаас гаргаж авдаг. Ийм байдлаар сул холбоотой ионууд нь хүчтэй холбогддог ион төрөл зүйлээр солигдож болно. Бид энэ эффектийн зарчмыг сонгомол гэж нэрлэдэг. Энэ зарчмыг ашиглан ион солилцооны аргын явцад усан дахь хүсээгүй ионуудыг өөр ионоор сольдог.
Ион солилцооны техникийг багц болон тасралтгүй горимд хийж болно. Энэ нь азот, фосфор, хүнд металлыг зайлуулах зорилгоор бохир усыг цэвэршүүлэхэд ашигладаг. Үүнээс гадна, энэ нь тодорхой хольцыг сонгон зайлуулж, үйлдвэрлэлийн хог хаягдлаас хром, никель, зэс, хар тугалга, кадми зэрэг үнэт металлуудыг олж авахад ашигладаг.
Зураг 01: Ионы солилцоо
Ион солилцооны давирхайг ус болон органик уусгагчид уусдаггүй жижиг сүвэрхэг бөмбөлгүүдээс хийдэг. Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг суурь материал бол полистирол ба полиакрилат юм. Түүнчлэн байгалийн гаралтай олон ашигт малтмал, ялангуяа хөнгөн цагаан силикат эрдсүүд ийм ион солилцооны шинж чанартай байдаг.
Урвуу осмос гэж юу вэ?
Урвуу осмос нь хагас нэвчилттэй мембранаар дамжуулан усыг шилжүүлэхийн тулд системд гидравлик даралтаас их даралт үзүүлэх үйл явц юм. Хөдөлгөөн нь концентрацийн градиентийн эсрэг явагддаг. Урвуу осмосод ашигладаг мембрануудыг урвуу осмос (RO) мембран гэж нэрлэдэг. Арилжааны RO мембраныг бэлтгэхэд түгээмэл хэрэглэгддэг материалууд нь полиамид нимгэн хальсан нийлмэл материал (TFC), целлюлоз ацетат (CA) ба целлюлоз триацетат (CTA) юм. Мембран материалын төрлөөс хамааран аргын үр ашиг, хурд нь ялгаатай.
Урвуу осмос систем нь мембран материал нь утаснуудын эргэн тойронд спираль хэлбэрээр ороосон хөндий утаснаас бүрдэнэ. Эдгээр утаснууд нь урвуу осмос үүсэх гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэхийн тулд хоорондоо холбогддог. Урсдаг ус өндөр даралтанд орсны дараа ус болон жижиг молекулууд нь хагас нэвчилттэй мембранаар дамждаг. Энэ нь том тоосонцор болон бусад хүсээгүй хэсгүүдийг хадгалдаг. Шүүсэн усыг дараа нь урсгалын доод хэсэгт боловсруулна.
Зураг 02: Урвуу осмос (A – Хэрэглэх даралт B – C дахь далайн ус – Бохирдуулагч D – Хагас нэвчдэг мембран E – Ундны ус F – Түгээлт)
RO мембран нь нян, органик бодис, ион болон бусад тоосонцор зэрэг бараг бүх тоосонцорыг шүүж чаддаг. >300 Да молекул жинтэй том молекулуудыг урвуу осмосын аргаар шүүж болно.
Ус цэвэршүүлэх урвуу осмосын давуу тал
- Үр ашигтай байдал
- Ион, хүнд металл зэрэг бараг бүх тоосонцорыг шүүж чадна
- Усны дээжээс цацраг идэвхт тоосонцорыг арилгахад ашиглаж болно
- Химийн хэрэглээг багасгасан
Ионы солилцоо ба урвуу осмос хоёрын ижил төстэй зүйл юу вэ?
- Ион солилцоо ба урвуу осмос нь ус цэвэршүүлэх процесст түгээмэл хэрэглэгддэг хоёр процесс юм.
- Хоёр аргыг хослуулснаар өндөр чанартай цэвэршүүлнэ.
- Ион солилцооны давирхайг урвуу осмос төхөөрөмжийн урд суулгаж болно.
- Хоёр аргын хэрэглээ нь байгаа тодорхой бодис, түүнчлэн боловсруулсан урсгалын зорилтот цэвэршилтээс хамаарна.
Ион солилцоо ба урвуу осмос хоёрын ялгаа юу вэ?
Ион солилцоо нь шингэн фаз ба ион солилцооны давирхайн хооронд ион солилцдог физик-химийн арга юм. Нөгөө талаас урвуу осмос нь өндөр даралтын нөлөөгөөр баяжуулалтын градиентийн эсрэг хагас нэвчилттэй мембранаар ус дамжуулах үйл явц юм. Тиймээс энэ нь ион солилцоо ба урвуу осмос хоёрын гол ялгаа юм. Ион солилцоо нь физик-химийн арга, харин урвуу осмос нь физик арга юм. Түүнчлэн, ион солилцооны процесс нь ион солилцооны давирхайг ашигладаг бол урвуу осмос нь урвуу осмос мембраныг ашигладаг.
Доорх инфографик нь ион солилцоо ба урвуу осмос хоорондын ялгааг хүснэгтээр харуулав.
Хураангуй – Ионы солилцоо ба урвуу осмос
Ион солилцоо ба урвуу осмос нь ус цэвэршүүлэх процесст хэрэглэгддэг хоёр арга юм. Ион солилцооны арга нь усан дахь ионуудыг (бохирдуулагч) ион солилцооны давирхайгаар солилцох физик-химийн процесс юм. Үүний эсрэгээр урвуу осмос нь бүх бохирдуулагчийг хэмжээнээс нь хамааруулан шүүдэг физик арга юм. Урвуу осмосоор ус нь хагас нэвчилттэй мембранаар дамждаг. Урвуу осмос нь даралтыг ашиглан усыг мембранаар дамжуулдаг. Ионы солилцоо нь ионы цэнэг дээр тулгуурлан тодорхой бодисыг зайлуулдаг бол урвуу осмос нь ионыг хасах процессыг ашигладаг.
