1. Title& Journal

Journal: Environmental Science & Technology 46(8) pp. 4673-4681 (2012)

Title: Adverse impact of feed channel spacers on the performance of pressure retarded osmosis

 

2. Background of authors

Authors: Yu Chang Kim and Menachem Elimelech

Corresponding author: Menachem Elimelech

Information: Yale 대학교 교수

 

3. Summary

 본 논문은 PRO feed spacer가 PRO deformation, 나아가 PRO 성능에 미치는 영향을 분석하였으며, membrane property인 A, B 값을 구하는 새로운 방법을 제시하였다. 실험에는 membrane deformation과 찢어짐 현상을 저감하기 위해 inlet과 outlet region이 작게 디자인된 cross-flow PRO test cell이 사용되었으며, 또한 HTI 사의 FO 막과 opening size가 다른 3개의 feed spacer가 사용되었다.

 PRO는 draw side에 가압하는 공정이기 때문에, 압력을 받는 feed spacer가 membrane과 닿는 부분의 water permeation이 저감되는 ‘shadow effect’가 발생한다 (그림). 실험결과, spacer opening size가 클수록 shadow effect가 적게 발생하여, 더 flux가 높은 것으로 나타났다.

 한편, PRO test cell을 이용하여 A값과 B값을 구하는 프로토콜(modified RO experiment)도 제시되었다. A값을 구할 때는, membrane을 compaction 시킨 후 feed로 DI water를 이용(PRO draw tank에 넣어줌), 압력 차이를 변화시켜가며 flux를 구한다. B값을 구할 때는, feed로 0.05 M NaCl solution(PRO draw tank에 위치)을 permeate으로 DI water(PRO feed tank에 위치)를 이용하였다.

 

4. Originality & Creativity

PRO는 FO와는 달리 압력을 가하는 공정이므로 이런 특성을 공정 해석에 반영하는 것이 중요하다. PRO 공정에서 feed spacer는 성능에 중요한 영향을 미칠 수 있으므로 이에 대한 연구는 매우 의미 있다.

기존의 RO test cell을 이용하여 membrane properties를 구할 경우 deformed membrane의 특성을 반영하지 못 하기 때문에 PRO test cell을 이용하는 본 논문의 연구 내용은 originality가 있다. 하지만, 더 효과적인 방법이 있는지 모색해볼 필요는 있을 것 같다.

 

5. Contact

Jihye Kim (Integrated program)

Environmental Systems Engineering Lab.
Department of Environmental Science & Engineering
Gwangju Institute Science and Technology
1 Oryong-dong Buk-gu Gwangju, 500-712, Korea

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