DAILY PAPER REVIEW

0905_JMS_FO & RO fouling

 

 

1. Title & Journal
? Title
Comparison of Fouling Behavior in Forward Osmosis (FO) and Reverse Osmosis (RO) (JMS)

? Corresponding authors
? Seungkwan Hong
? 소속: Korea University

2. Summary

본 논문은 FO 공정과 RO 공정에서의 fouling 거동을 비교한 논문입니다. 

실험에서 사용된 Alginate, River humic acid, BSA는 각각 polysaccharides, natural organic matter, proteins 을 대표하는 foulant이며, colloidal foulant로는 silica(SiO2)가 사용되었습니다. Draw solution으로는 NaCl과 Dextrose을 각각 사용하여 reverse solute diffusion을 증명하였습니다.
또한 본 논문에서는 ACEOP(Accelerated cake enhanced osmotic pressure)라는 개념을 도입하였습니다. 이미 NF와 RO의 경우, CEOP(Cake enhanced osmotic pressure) flux decline의 주요 메커니즘으로 인식되고 있습니다. Cake layer가 slat의 back diffusion을 방해하여 멤브레인 표면의 삼투압의 증가하여 net driving force가 감소하게 되는 것입니다. 그런데 FO에서는 reverse solute diffusion으로 인해 feed side에 형성된 cake layer 내에 멤브레인을 통과한 solute가 갇히게 되면서 멤브레인 표면의 농도가 증가하여 삼투압 차이가 감소하고 이는 급격한 flux 감소로 이어지게 됩니다. ACEOP는 크게 reverse solute diffusion과 두꺼운 cake layer로부터 기인합니다.
이를 증명하기 위해 reverse solute diffusion을 일으키지 않을 것으로 예상되는 큰 입자를 가진 dextrose를 draw solution으로 하여 실험을 진행하였습니다. Dextrose의 hydrated radius가 크기 때문에 NaCl에 비해서 멤브레인을 통과하기가 어려워 cake-enhanced concentration polarization을 가속화시키지 않음을 알 수 있습니다.



3. Originality & Creativity
Reverse solute diffusion 현상으로 인해 flux가 감소되는 것을 ACEOP 개념을 도입하여 설명한 것이 논리적 흐름을 가진 것으로 보입니다.

4. Further applications
FO 공정에서 perfect solute rejection을 가정하여 예측하는 모델은 더 이상 의미가 없어 보입니다. reverse solute diffusion을 고려한 모델링 접근이 필요합니다. 

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

첨부 (1)
0905_JMS_FO RO fouling.pdf
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