DAILY PAPER REVIEW

0318_Modeling double-skinned FO membranes

 

 

1. Title & Journal
?    Title
Modeling double-skinned FO membranes

?    Corresponding authors
? Chuyang Y. Tang
? School of Civil and Environmental Engineering, Nanyang Technological University
? Singapore Membrane Technology Centre, Nanyang Technological University

2. Summary
본 논문은 porous layer을 사이에 두고 양쪽에 active skin layer을 갖는 double-skinned membrane을 사용한 FO에 대한 modeling & experiment 내용입니다.
FO membrane에서 ICP가 그 한계점으로 파악되면서 해당 연구그룹은 아래와 같이 double- skinned membrane을 만들고, 이에 적용하기 위해 기존 CP modulus을 수정하였습니다. Porous layer의 압력 항이 추가적으로 고려되었습니다.
 

Porous support layer에 대해서 아래와 같이 해당 경계조건으로 mass balance equation을 풀고 위의 Jv, Js equation을 대입한 후, π-c linear relationship 을 적용하면
          
          
 

최종적으로 아래와 같은 식을 구할 수 있습니다.
 
실험을 통해 해당 모델을 검증하고 double-skinned membrane의 parameter들이 공정에 미치는 영향을 살펴보았습니다.

아래는 draw side가 BWRO type의 skin layer로 고정된 상태에서 feed side의 skin layer의 A에 따른 flux변화를 나타냅니다. Feed skin의 A가 증가할수록 water flux가 증가함을 알 수 있으며 fouling 측면을 고려하여 NF low rejection type을 최적으로 선택할 수가 있습니다. Feed skin의 A가 작을수록 water flux가 감소하는 것은 membrane resistance가 커지기 때문인 것으로 해석할 수 있습니다. Afeed>>Adraw 인 경우, water flux는 Adraw에 의해 좌우됨을 알 수 있습니다.
   

위의 경우와는 반대로 Feed side가 NF low rejection type으로 고정된 상태에서 draw side의 skin layer의 A가 water flux에 미치는 영향이 파악되었습니다. BWRO type의 draw skin이 사용된 경우에 water flux가 최대임을 알 수 있습니다. 또한 draw skin의 A가 커질수록 ICP 영향에 노출되면서 flux가 감소하는 경향을 보입니다. SWRO처럼 A가 작은 경우에는 오히려 hydraulic resistance가 커져 flux가 그다지 높지 않습니다. 이처럼 double skin의 parameter를 최적화할 필요가 있어 보입니다. 
 
3. Originality & Applicaiton
새로이 개발한 double-skinned membrane에 대해서 기존 CP modulus을 수정하여 모델을 개발하고 실험을 통해 검증을 한 점이 본 논문의 독창성이라 할 수 있습니다. 그러나 single skin membrane보다 더 뛰어난 성능을 보여주지는 못하고 있어, 더 많은 연구가 필요할 것으로 보입니다. 또한 모델 내에서 ICP만 고려하고 ECP를 고려하지 않은 점 역시 개선되어야 할 점입니다.

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

첨부 (1)
20110318.pdf
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