Différence entre l'échange d'ions et l'osmose inverse

Le différence clé entre l'échange d'ions et l'osmose inverse est que L'échange d'ions est une méthode physio-chimique qui élimine sélectivement les contaminants en échangeant efficacement des ions de charges électriques similaires tout en L'osmose inverse est une méthode physique dans laquelle l'eau est transmise à travers une membrane semi-perméable contre un gradient de concentration, appliquant une pression.

La purification de l'eau est un processus important pour fournir de l'eau propre à la communauté. Il existe de nombreuses étapes impliquées dans le processus de purification de l'eau, qui comprend des procédures biologiques, chimiques et physiques. L'échange d'ions et l'osmose inverse sont deux processus utilisés dans la purification de l'eau. Les deux retirer les solides dissous de l'eau. Certains processus de purification de l'eau utilisent une combinaison des deux méthodes. De plus, les deux sont couramment utilisés dans une variété d'industries.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que l'échange d'ions
3. Qu'est-ce que l'osmose inverse
4. Similitudes entre l'échange d'ions et l'osmose inverse
5. Comparaison côte à côte - Échange d'ions vs osmose inverse sous forme tabulaire
6. Résumé

Qu'est-ce que l'échange d'ions?

L'échange d'ions est une technique utilisée dans la déminéralisation des eaux usées et de l'adoucissement de l'eau domestique. Dans cette technique, les ions sont retirés de la solution aqueuse en les échangeant avec une autre espèce ionique. De cette façon, les ions faiblement liés peuvent être déplacés par une espèce ionique fortement contraignante. Nous appelons cet effet principe de sélectivité. En utilisant ce principe, les ions indésirables dans l'eau sont remplacés par d'autres ions pendant la technique d'échange d'ions.

La technique d'échange d'ions peut être exécutée en mode lot ou continu. Il est appliqué dans la purification des eaux usées pour l'élimination de l'azote, du phosphore et des métaux lourds. De plus, il est utilisé pour éliminer les impuretés spécifiques sélectivement et pour récupérer des métaux de trace précieux comme le chrome, le nickel, le cuivre, le plomb et le cadmium des déchets industriels.

Figure 01: Échange d'ions

Les résines d'échange d'ions sont fabriquées à partir de petites perles poreuses qui sont insolubles dans l'eau et les solvants organiques. Les matériaux de base les plus utilisés sont le polystyrène et le polyacrylate. De plus, de nombreux minéraux naturels, en particulier les minéraux de silicate en aluminium, ont cette propriété d'échange d'ions.

Qu'est-ce que l'osmose inverse?

L'osmose inverse est le processus où une pression supérieure à la pression hydraulique est appliquée au système afin de permettre le mouvement de l'eau à travers une membrane semi-perméable. Le mouvement se déroule contre un gradient de concentration. Les membranes utilisées dans l'osmose inverse sont appelées membranes d'osmose inverse (RO). Les matériaux qui sont couramment utilisés pour préparer des membranes RO commerciaux sont des composites à flux mince en polyamide (TFC), de l'acétate de cellulose (CA) et du triacétate de cellulose (CTA). Selon le type de matériau membranaire, l'efficacité et la vitesse de la technique diffèrent.

La configuration de l'osmose inverse est composée d'une fibre creuse avec le matériau de la membrane enroulé en spirale autour de la fibre. Ces fibres sont liées ensemble pour augmenter la surface d'osmose inverse. Une fois que l'eau qui coule est soumise à une haute pression, l'eau et les petites molécules passent à travers la membrane semi-perméable. Cela conserve les grandes particules et le reste des particules indésirables. L'eau filtrée est ensuite passé pour le traitement en aval.

Figure 02: Osmose inversée (A - Pression appliquée B - Eau de mer en C - Contaminants D - Membrane semi-perméable E - Eau potable F - Distribution)

Les membranes RO peuvent filtrer pratiquement toutes les particules, y compris les germes, la matière organique, les ions et autres particules. La filtration de grandes molécules jusqu'à un poids moléculaire de> 300 DA est possible avec une technique d'osmose inverse.

Avantages de l'osmose inverse dans la purification de l'eau

• Rentabilité
• Peut filtrer presque toutes les particules, y compris les ions et les métaux lourds
• Peut être utilisé pour éliminer les particules radioactives des échantillons d'eau
• L'utilisation chimique est minimisée

Quelles sont les similitudes entre l'échange d'ions et l'osmose inverse?

• L'échange d'ions et l'osmose inverse sont deux processus couramment utilisés dans les processus de purification de l'eau.
• La combinaison des deux méthodes fournit une purification de haute qualité.
• Les résines d'échange d'ions peuvent être installées devant une unité d'osmose inverse.
• L'utilisation des deux méthodes dépend des substances spécifiques présentes ainsi que de la pureté cible du flux traité.

Quelle est la différence entre l'échange d'ions et l'osmose inverse?

L'échange d'ions est une méthode physio-chimique qui échange les ions entre une phase liquide et une résine échangeuse d'ions. D'un autre côté, l'osmose inverse est le processus où l'eau se passe à travers une membrane semi-perméable contre le gradient de concentration, qui est facilitée par une haute pression. C'est donc la principale différence entre l'échange d'ions et l'osmose inverse. L'échange d'ions est une méthode physio-chimique, tandis que l'osmose inverse est une méthode physique. De plus, le processus d'échange d'ions utilise des résines d'échange d'ions tandis que l'osmose inverse utilise des membranes d'osmose inverse.

L'infographie ci-dessous tabule la différence entre l'échange d'ions et l'osmose inverse.

Résumé - Échange d'ions vs osmose inverse

L'échange d'ions et l'osmose inverse sont deux techniques utilisées dans le processus de purification de l'eau. La méthode d'échange d'ions est un processus physio-chimique qui échange des ions (contaminants) dans l'eau avec une résine échangeuse d'ions. En revanche, l'osmose inverse est une méthode physique qui filtre la plupart des contaminants en fonction de la taille. Dans l'osmose inverse, l'eau passe par une membrane semi-perméable. L'osmose inverse utilise la pression pour forcer l'eau à travers la membrane. L'échange d'ions supprime des substances spécifiques basées sur les charges ioniques tandis que l'osmose inverse utilise un processus d'exclusion ionique.

Référence:

1. «Différentes méthodes de filtration d'eau - Osmose inverse / distillation / échange d'ions / carbone | Eau APEC ». FreedRinkingwater.Com, 2020, disponible ici.

Image gracieuseté:

1. «Ion Exchange» par Jspiteri à Anglais WikiBooks - transféré de EN.WikiBooks à Commons (Domaine public) via Commons Wikimedia
2. «Simple RO schématique» par Colby Fisher - Propre travaux (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia