1. Title & Journal

 

Selection of inorganic-based draw solutions for forward osmosis applications

 

2. Background of author

 

Andrea Achilli a,?, Tzahi Y. Cathb, Amy E. Childressa

 

a Department of Civil and Environmental Engineering, University of Nevada Reno, Reno, NV 89557, USA

b Division of Environmental Science and Engineering, Colorado School of Mines, Golden, CO 80401, USA

 

3. Summary

 본 논문은 유도용액을 정하는 프로토콜을 제시하고, 프로토콜을 따른 결과로 나온 14개의 유도용액의 후보를 가지고 실험 및 시뮬레이션 함

1)     유도용액을 정하기 위한 프로토콜 설정

-       유도용액을 정하기 위한 프로토콜은 총 6단계로 이루어져있음. 그 단계는 inorganic-based compound, water solubility, Solid phase, Hazard, Osmotic pressure, and Specific cost로 이루어져있음

-       결과적으로, 총 14개의 화학물질을 후보로 세움

: MgSO₄, KHCO₃, NaHCO₃, Na₂SO₄, (NH₄)₂SO₄, K₂SO₄, MgCl₂, Ca(NO₃)₂, NaCl, NH₄Cl, CaCl₂, KCl, NH₄HCO₃, KBr

-       유도용액의 주요 평가 기준: Water flux, Salt reverse diffusion, RO reconcentration performance

     

2)     실험

-       Feed : Ultrapure water

-       Membrane : A flat-sheet cellulose triacetate (CTA) membrane ? thickness : 5

-      각 실험은 조건마다 24시간동안 이루어짐

 

  

3)     결과

-       Water flux range : for KCl ~  for MgSO₄

-       유도용액의 삼투압이 증가함에 따라 Water flux도 증가함

 

-       Reverse salt diffusion range (2.8MPa):  for MgSO₄ ~  for KBr

-       유도용액의 농도가 감소할 때 driving force도 감소하므로 염의 역 확산 또한 감소함

 

-       5가지 상위 용액: CaCl₂, KHCO₂, MgCl₂, MgSO₄, and NaHCO₃

-       결과적으로, 높은 water flux와 낮은 염 역확산 현상을 고려하였을 때는 KHCO₃나 NaHCO₃가 적합하다고 볼 수 있으나, 스케일링의 방지 등을 고려한 면에서는 MgSO₂가 적합하다고 볼 수 있음

 

4. Originality & Creativity

 

본 논문은 정삼투 공정에서 유도용액으로 쓰일 수 있는 여러 가지 용액을 실험과 시뮬레이션을 통하여 평가하였다. 또한 평가할 때 쓰인 여러 가지 용액에 대한 특성들과 실험과 시뮬레이션을 통해 얻은 결과를 다른 연구에 활용할 수 있다.

 

5. Reviewer contact: 심예영 (yyshim@gist.ac.kr)