1. Title & Journal

 

Simulation of forward osmosis membrane process : Effect of membrane orientation and flow direction of feed and draw solution

 

2. Background of author

 

Da Hee Jung a,1, Jijung Lee a,1, Do Yeon Kim b, Young Geun Lee c, Minkyu Park a, Sangho Lee d,

Dae Ryook Yang b, Joon Ha Kim a,e,f,*

 

a School of Environmental Science and Engineering, Gwangju Institute of Science and Technology (GIST), Gwangju, 500-712, Republic of Korea

b Department of Chemical and Biological Engineering, Korea University, Seoul, 136-701, Republic of Korea

c Water Business Group, Doosan Heavy Industries and Construction Co., Ltd., Gyeongsangnam-do, 642-792, Republic of Korea

d School of Civil and Environmental Engineering, Kookmin University, Songbuk-gu, Seoul, 136-702, Republic of Korea

e Center for Seawater Desalination Plant, GIST, Gwangju, 500-712, Republic of Korea

f Sustainable Water Resource Technology Center, GIST, Gwangju, 500-712, Republic of Korea

 

3. Summary

 

이 논문은 멤브레인 배열, 공급수 및 유도용액의 흐름 방향, 그리고 공정 제어 파라미터의 따른 정삼투 공정의 생산수 투과율과 회수율을 시뮬레이션 하였다. 또한 정삼투 공정 중 멤브레인 부분에서 작용하는 특정한 공정 파라미터의 공간 변화를 조사하는 데 목적을 두었다.

 

다섯가지의 멤브레인 배열을 정하여 각각의 경우에 대한 시뮬레이션을 한 결과 각각의 경우 사이에 뚜렷한 차이를 보이지 않았다.  

 

FO 멤브레인에서 농도 구배와 생산수 흐름에 대한 공간 변화가 관찰되었다. 이 두 가지의 파라미터는 멤브레인 내에서 공간적으로 다른 확산을 유발시킬 수 있으므로, 공간적으로 다양한 패턴의 파울링을 유발시킬 수 있다.

 

에너지 소모와 생산 회수율에 관하여 ECP 내의 mass tracsfer에 영향을 주는 흐름속도를 FO 공정의 효율을 위하여 최적화 시킬 필요가 있다.

 

Inlet flow rate보다 membrane properties가 FO performance에 더 영향을 끼친다. FO 공정에서의 water permeate flux는 파라미터 제어보다는 멤브레인 특성을 향상시키므로써 더 높일 수 있다.

 

4. Originality & Creativity

 이 논문은 정삼투 공정 내의 멤브레인을 사이에 둔 feed 와 draw solution 사이의 흐름의 여러가지 배열의 결과를 시뮬레이션으로 비교하였다. 또한 이 논문의 결과는 수학적 시뮬레이션이 물리적 성질과 작동 조건들의 최적화에 적용될 수 있음을 제안하고 있다.

 

5. Reviewer contact: 심예영 (yyshim@gist.ac.kr)