1. Title & Authors
▶    Title 
: High recovery of concentrated RO brines using forward osmosis and membrane distillation
(Journal of Membrane Science 331 (2009), 31-39)
▶    Authors
: C. Riziero Martinettia, Amy E. Childressa, Tzahi Y. Cathb
 aUniversity of Nevada, Reno, Department of Civil and Environmental Engineering,
 bColorado school of Mines, Division of Environmental Science and Engineering


2.    Summary
▶    Amy E. Childress는 Elimelech의 제자로 전세계 FO연구그룹 중 한 명이며, 현재 University of Nevada, Reno의 교수로 재직 중입니다.
▶    이 논문의 제목에서도 알 수 있듯이 FO와 Vacuum-enhanced direct contact membrane distillation(VEDCMD)를 이용하여 RO공정에서 배출되는 농축된 brine을 효과적으로 회수할 수 있는 방법에 대해 연구하였습니다. 서로 다른 TDS값을 갖는 Brine A와 Brine B를 VEDCMD(높은 온도: 40oC, 낮은 온도 20oC)와 FO(23±2oC)에 적용시킨 후, 그 회수율을 비교하였습니다.

[Table.1] Water quality of brines A and B

 
[Figure.1] Comparison of high and low temperature VEDCMD and FO for (a) brine A and (b) brine B. Initial feed concentration in brine A was 7500mg/L TDS and in brine B 17,500mg/L TDS.

Brine A의 경우, 높은 온도에서 VEDCMD를 운전했을 때의 flux가 다른 두 경우의 flux보다 높게 나타났습니다. 그러나 scaling면에서는 FO가 좀 더 나은 결과를 보였고, 지속적으로 운전했을 경우 FO가 가장 높은 water recovery를 보이는 것으로 나타났습니다.
Brine B의 경우, brine A에서와 마찬가지로 높은 온도에서 VEDCMD를 운전했을 경우 가장 높은 water flux가 나타났으나, 가장 높은 water recovery를 보인 것은 낮은 온도에서 VEDCMD를 운전하였을 경우로 나타났습니다. 
 결과적으로, brine의 농도, 운전 온도, 운전시간에 따라 water flux와 water recovery의 값이 달라지고 적용해야 할 공정도 달라짐을 알 수 있었습니다.

3.    Originality & Creativity
 이 논문은 FO와 MD를 RO공정에 적용시켜보았다는 점이 독창적이라 할 수 있으며, 이러한 비슷한 논문으로는 
▶    “Membrane contactor processes for wastewater reclamation in space: Part I. Direct osmotic concentration as pretreatment for reverse osmosis”, JMS (2005)
▶    “Membrane contactor processes for wastewater reclamation in space: II. Combined direct osmosis, osmotic distillation, and membrane distillation for treatment of metabolic wastewater”, JMS (2005)
가 있는데 이 또한 Amy E. Childress, Tzahi Y. Cath의 논문입니다.
이들 논문은 FO 막 연구와 FO 자체 운전에 관한 연구가 집중적인 현재 상황에서 RO 공정과 같은 여러 가지 수처리 공정과 결부시켰다는 점이 FO 연구의 또 다른 방향을 제시했다고 보여집니다.

4.    Application
 저희 랩에 있는 pilot plant 운전시 여러 운전조건을 달리하여 얻어지는 brine를 MD 및 FO에 적용시키고 이에 따라 얻어지는 data를 기반으로 모델링까지 시도한다면 의미 있는 연구가 될 것이라고 생각됩니다. 

5. 리뷰어 : 정다희(dahee@gist.ac.kr)