Différence clé - Ultrafiltration vs Osmose Inverse
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'ultrafiltration est le processus dans lequel l'eau est filtrée à travers un filtre à membrane pour séparer les molécules présentes dans l'échantillon d'eau qui a un poids moléculaire compris entre 103 et 106 Da. L'osmose inverse est une procédure dans laquelle l'eau passe à travers une membrane semi-perméable contre un gradient de concentration. La membrane d'osmose inverse est capable de rejeter les particules qui ont un poids moléculaire de >300 Da. La principale différence entre les deux procédures est la taille des particules filtrées des deux membranes. L'ultrafiltration filtre les molécules plus petites à faible poids moléculaire, tandis que l'osmose inverse peut filtrer les molécules plus grosses à poids moléculaire plus élevé.
Qu'est-ce que l'ultrafiltration ?
L'ultrafiltration (UF) est un type de filtration membranaire. Il utilise la pression hydrostatique pour forcer l'échantillon liquide-eau à travers la membrane semi-perméable. La membrane est composée de nitrocellulose avec une petite taille de pores d'environ 0,22 µm ou 0,45 µm. L'ultrafiltration est principalement utilisée pour éliminer les bactéries et autres organismes présents dans l'échantillon. Il est également utilisé pour éliminer les petits ions, les particules de faible poids moléculaire et les matières organiques qui confèrent à l'eau couleur, goût et odeur.
Figure 01: Ultrafiltration
La configuration d'ultrafiltration utilise une longue fibre creuse composée d'un matériau membraneux. L'eau d'alimentation circule soit à l'intérieur de la cellule soit dans la lumière de la fibre. L'écoulement de l'eau à travers les pores du filtre à membrane permettra de retenir les solutés et les particules en suspension. L'eau filtrée et les particules de faible poids moléculaire traversent la membrane. L'eau de sortie subit ensuite d'autres procédures de purification en aval qui incluent des procédures de traitement chimique.
Le procédé d'ultrafiltration est idéalement utilisé pour purifier et concentrer des solutions macromoléculaires (103 - 106 Da), en particulier des solutions protéiques. Le principal principe de séparation est basé sur la taille. Le matériau dans lequel la membrane est préparée peut aussi parfois avoir un effet sur la vitesse et l'efficacité de la filtration.
Les principaux avantages de l'ultrafiltration sont;
- Il n'utilise pas de produits chimiques pour purifier.
- Il est basé sur le processus simple de séparation de taille.
- Il peut être utilisé pour éliminer à la fois les particules et les micro-organismes.
- Il peut être automatisé.
Qu'est-ce que l'osmose inverse ?
L'osmose inverse est le processus par lequel 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 s'effectue contre un gradient de concentration. Les membranes utilisées dans l'osmose inverse sont appelées membranes d'osmose inverse (RO). Les matériaux couramment utilisés pour préparer les membranes d'osmose inverse commerciales sont les composites à couches minces de polyamide (TFC), l'acétate de cellulose (CA) et le triacétate de cellulose (CTA). Selon le type de matériau de la membrane, l'efficacité et la vitesse de la technique sont modifiées.
Figure 02: Osmose inverse
L'installation d'osmose inverse est composée d'une fibre creuse, le matériau de la membrane étant enroulé en spirale autour de la fibre. Ces fibres sont liées ensemble pour augmenter la surface pour l'osmose inverse. Une fois que l'eau qui coule est soumise à une pression élevée, l'eau et les petites molécules traversent la membrane semi-perméable. Cela retient les grosses particules et le reste des particules indésirables. L'eau filtrée est ensuite acheminée vers un traitement en aval.
Les membranes RO peuvent filtrer pratiquement toutes les particules, y compris les germes, les matières organiques, les ions et autres particules. La filtration de grosses molécules jusqu'à un poids moléculaire de >300 Da est possible avec la technique d'osmose inverse.
Les avantages de l'osmose inverse dans la purification de l'eau sont,
- Rapport coût-efficacité.
- 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 de produits chimiques est minimisée.
Quelles sont les similitudes entre l'ultrafiltration et l'osmose inverse ?
- Les deux sont des techniques de purification de l'eau basées sur la séparation/filtration physique.
- Les deux utilisent des membranes dans la procédure de filtration.
- Les deux configurations du système sont préparées dans une fibre creuse recouverte de la membrane.
- Dans les deux procédures, les particules, y compris les substances organiques et inorganiques, les ions, les microbes et les petites particules de poussière ou de germes, sont filtrées et retenues.
- Les membranes utilisées dans les deux techniques sont constituées d'un matériau cellulosique ou d'un matériau en carbone synthétique.
Quelle est la différence entre l'ultrafiltration et l'osmose inverse ?
Ultrafiltration vs Osmose Inverse |
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| L'ultrafiltration est le processus par lequel l'eau est filtrée à travers un filtre à membrane pour séparer les molécules présentes dans l'échantillon d'eau. | L'osmose inverse est le processus par lequel l'eau passe à travers une membrane semi-perméable contre le gradient de concentration qui est facilité par la haute pression. |
| Poids moléculaire des particules séparées | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Avantages | |
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Résumé – Ultrafiltration vs Osmose Inverse
Les techniques d'ultrafiltration et d'osmose inverse sont employées dans le traitement en aval de l'eau potable. L'objectif principal de ces deux techniques est de fournir une eau potable et salubre au public. L'ultrafiltration utilise un filtre à membrane pour filtrer les particules infimes et en particulier les micro-organismes. L'osmose inverse peut filtrer les grosses molécules et, par conséquent, est plus rentable et efficace.
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