DAILY PAPER REVIEW

0727_Reverse osmosis and pressure retarded osmosis hybrid processed Model-based scenario...

 

 

1. Title & Journal

 

Title : Reverse osmosis and pressure retarded osmosis hybrid processed Model-based scenario study

Authors : Jihye Kima,1, Minkyu Parkb,1, Shane A. Snyderb, Joon Ha Kima,c,d,*

Journal : Desalination

 

2. Background of authors

 

Corresponding author : Joon Ha Kima,c,d,*

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

Contact information : Tel. +82 62 715 3277 / Fax. +82 62 715 2434

E-mail. joonkim@gist.ac.kr(J.H.Kim).

 

3. Summary

 

물과 에너지 부족 문제를 완화하기 위해 RO-PRO 하이브리드 시스템에 대한 시나리오 스터디를 수행하였다. 본 연구에서는, mass balance에 따른 속도 및 공간에 따른 농도 분포를 적절하게 고려하기 위해 기존의 입증된 RO 공정 모델과 수정된 PRO 공정 모델을 사용하였으며, 이 모델을 통해 우리는 네 가지 다른 조건의 RO-PRO 모드에서의 물과 에너지 회수율(WERR : Water and Energy Return Rate)을 비교하였다. 물 생산율과 에너지 생산율을 비교해 보았을 때 결론적으로 WERR 값을 결정하는데 있어서 RO 공정이 PRO에 비해 더욱 중요한 역할을 수행함을 알 수 있다. 해수 원수를 RO의 피드로 사용하는 하이브리드 공정은 그렇지 않은 공정에 비해 에너지 소비에 더욱 민감하다. , RO 플랜트 사이즈의 감소에 따라 WERR 값이 현저하게 감소하지만, PRO 플랜트 사이즈는 WERR 값에 미비한 영향을 끼치는 것을 확인 할 수 있었다.

 

 

Fig. 3RO의 운전압력이 증가 할수록 하이브리드 시스템 유형 및 농도와 무관하게 WERR 값이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 RO에서 운전압력이 WERR 값을 결정하는 중요한 요인이라고 할 수 있다.

 

 

Fig. 4RO-PRO 하이브리드 시스템에서의 두 가지 중요한 특징을 나타낸다. 첫째로 RORO-PRO 하이브리드 시스템의 가격 결정에 있어서 더 많은 비중을 차지한다. Fig. 4는 각각의 하이브리드 시스템이 농도에 따라 WERR 값이 달라지는 것을 보여준다. 하이브리드 1, 3에서는 low-saline 농도가 2g/L일 때 8g/L일 때 보다 더 높은 WERR 값을 나타냈으며, 하이브리드 2, 4에서는 seawater 농도가 25g/L일 때 40g/L일 때 보다 더 높은 WERR 값을 나타냈다. 이러한 결과는 RO 공정에 유입되는 feed의 농도가 낮을 때 WERR 값이 높아진다는 것을 보여 주며, RO-PRO 하이브리드 시스템에 있어서 ROWERR 값에 큰 영향을 끼침을 보여준다.

 

둘째로 Hybrids 3, 4RO 퍼포먼스에 있어 PRO가 제한요소임을 보여준다.

feeddraw의 농도차가 클수록 더 많은 에너지를 생산하고 이론적으로 WERR 값이 증가하게 된다. 하지만, Hybrid 3에서 볼 수 있듯이 low-saline water에서는 feeddraw의 농도 차이가 작을 때 더 높은 WERR 값을 보였다. 이것은 PRO에서 높은 압력일 때 더 높은 WERR 값을 보여주는 것과 같다. feeddraw의 작은 농도 차이는 permeate flux를 감소시켜 더 많은 저 농도의 feedRO로 유입된다. 낮은 압력은 Hybrid 4의 유입수를 증가시키며, 결론적으로 WERR 값을 증가시킨다. 결론적으로, RO-PRO 하이브리드 시스템에서 RO가 중요한 역할을 함을 보여준다.

 

 

4. Originality & Creativity

 

이 논문에서는 모델링을 통해 네 가지 다른 조건의 RO-PRO 모드에서의 물과 에너지 회수율(WERR : Water and Energy Return Rate)을 비교하였다. 물 생산율과 에너지 생산율을 비교해 보았을 때 결론적으로 WERR 값을 결정하는데 있어서 RO 공정이 PRO에 비해 더욱 중요한 역할을 수행함을 알 수 있었다. 이 논문의 방법과 같이 여러 조건의 MD-PRO 모드(MD-PRO의 배열 / PRO멤브레인의 열에 대한 내성 / Flow Velocity )에서의 효율 비교를 통해 MD-PRO hybrid 공정 안정화 및 효과적 hybrid 운전방법을 찾는데 도움이 될 것이라고 생각된다.

 

5. Contact(to reviewer)

 

jeongminlee@gist.ac.kr

첨부 (1)
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