1. Title & Journal

?  Title
E?ects of Transmembrane Hydraulic Pressure on Performance of FO membrane process

?  Corresponding authors: Tzahi Y. Cath
Environmental Science & Engineering, Colorado School of Mines
* use of commercial and novel membrane processes in the area of wastewater treatment and reuse (novel hybrid membrane bioreactors and sequencing batch reactor)

 

2. Summary

FO 멤브레인 공정에서 feed hydraulic pressure의 영향을 실험적으로 파악한 논문이다. CTA, TFC1, TFC2 세 가지 멤브레인에 대해 TMP를 6, 18, 30, 50 psi로 증가시킬 때의 water flux, reverse salt flux(RSF), solute rejection을 관찰하였다. 전반적으로 TMP 증가에 따른 영향이 최소한으로 나타났다(영향이 그다지 크지 않음).

FO를 산업규모의 spiral wound 유형 등으로 적용하는 경우, flow channel의 저항을 극복하고 흐름을 발생시키기 위해 feed/draw stream을 가압해 주는 것이 필요하다. 여러 엘리먼트를 연결할 경우 끝 단까지 그 영향이 미치도록 하기 위해 베셀의 첫 번째 엘리먼트에 60 psi까지 걸리기도 한다.

Water flux의 경우 TMP 증가에 따른 그 변화가 미비하였고, 다소 증가를 보인 TFC2 멤브레인의 경우 그 특성이 loose RO에 가깝기 때문인 것으로 파악된다. RSF는 CTA 멤브레인의 경우, TMP가 증가함에 따라 거의 변화가 없었으며 TFC 멤브레인의 경우에는 다소 감소하는 것으로 나타났다. 이는 압력에 따라 active layer의 특성이 변화하기 때문인 것으로 보인다(membrane compression 등).

Solute rejection에 대해서도 큰 영향을 미치지 않는 것으로 파악되었다. 멤브레인 표면이 음전하를 띄고 있어 양이온의 이동이 용이한 것으로 나타났다. Ion size 및 hydration radius가 작은 양이온이 draw쪽으로 빠른 확산이 이루어졌는데 이는 draw 쪽의 Na+ RSF가 커서 균형이 맞추어지는 과정에서 발생하는 것으로 보인다. solute에 따라 멤브레인 표면의 전하 특성에 따라 rejection 정도가 달라지는 현상도 발견되었다.

 

3. Originality & Application

실제 플랜트 장치를 고려하여 hydraulic pressure의 영향을 파악한 점이 의미가 있다. Assisted Forward Osmosis(AFO)와 같은 개념으로 접근이 가능해 보인다.

 

4. Reviewer contact: 이지정(leejj@gist.ac.kr)