1. Title & Journal
Title : Review Membrane distillation
Authors : Kevin W. Lawson, Douglas R. Lloyd*
Journal : Journal of Membrane Science 124 (1997) 1-25
2. Background of authors
Corresponding author : Douglas R. Lloyd*
Current Affiliation : Separations Research Program Department of Chemical Engineering
The University of Texas at Austin, Austin, TX 78712, USA
Contact information : University of Texas at Austin
Department of Chemical Engineering
Fax : +1-512-4717060
3. Summary
Membrane Distillation 최신 분리공정에 대한 리뷰.
ⅰ. MD의 장점
- 최소의 자본, 플랜트 부지 및 외부에너지를 사용한 운전 가능.
- RO에 비해 이온 및 비휘발성 유기물질 제거에 효과적.
- Vapor-Liquid equilibrium을 통한 ion, macromolecules, colloids등 오염물질 100% 제거 가능(이론상).
- 다른 공정에 비해 막 오염 현상이 큰 문제가 되지 않음.
ⅱ. MD의 종류
- DCMD(Direct Contact Membrane Distillation)
가장 간단한 distillation 방법으로 해수담수화나, major permeate component가 물일 때 적합하다.
- SGMD(Sweep Gas) / VMD(Vacuum)
휘발성 유기물 및 용존 가스 제거에 적합하다.
- AGMD(Air Gap)
어떠한 공정에도 적용될 수 있는 distillation 방법이다.
ⅲ. 막의 특징
- Pore size
· 기공은 요구 유량을 충족시키기 위해 충분한 크기여야한다(100Å~1㎛).
· 기공은 MD운전조건에서 액체가 투과할 수 없도록 충분히 작아야 한다.
- Porosity
· porosity는 막 물질이동 속도의 가장 중요한 요인이다.
· porosity는 전도현상을 통한 열손실 감소에 중요한 역할을 한다.
- Membrane Wetting
ⅳ. Flux Decay
- membrane wetting
- membrane fouling
· 박테리아에 의한 생물학적 막 오염.
· pore clogging 및 pore wetting을 유발하는 막 표면의 scaling발생.
· Feed에 존재하는 particulate 및 colloidal species에 의한 fouling.
ⅴ. Heat Transfer
최근 활발히 진행되고 있는 온도 분극에 관한 MD성능 연구에 따르면 온도 분극이 flux 에 중요한 영향을 끼친다는 것을 볼 수 있다.
· 막 소재와 기공내의 수증기에 의한 전도 현상.
· mass flux와 연관된 수증기 잠열의 이동.
· 전도현상에 의한 열 손실은 membrane porosity(
ⅵ. Mass Transfer
· boundary layers increase the overall resistance to mass transfer
· 막 표면의 염 농도 증가로 인해 wetting이 발생할 수 있다.
ⅶ. Final note
산업현장에서 RO를 대신해 MD를 상용화하기 위해서는 flux decay, long term operation
그리고 maintenance costs에 관한 연구가 지속 되어야 한다.
4. Originality & Creativity
Membrane Distillation에 관한 전반적인 소개를 통해 MD를 이해하는 데 도움이 되었으며, MD를 연구하는데 있어서 가장 중요한 것은 낮은 운전 온도에서 높은 제거율을 보이는 최적 조건을 찾는 것 이라는 것을 알게 되었다.
5. Contact(to reviewer)
jeongminlee@gist.ac.kr