DAILY PAPER REVIEW

0105_JEE_Simulations of full-scale reverse osmosis membrane process

 

 

1. Title & Journal
Simulations of full-scale reverse osmosis membrane process

Journal: Journal of environmental engineering (2002)

2. Background of authors
Lianfa Song; Seungkwan Hong, J. Y. Hu, S. L. Ong, and W. J. Ng

3. Summary
본 논문은 역삼투 방식의 해수담수화 공정에서 막퍼포먼스의 예측을 위한 RO membrane transport model 개발 및 시뮬레이션을 다룬 논문이다. 본 논문의 저자인 Lianfa Song은 막에서의 현상을 반영하는 수학적 모델 개발을 토대한 역삼투 공정 퍼포먼스 예측 분야에 널리 알려져 있는 인물로서, 이 논문에서 제시된 모델은 RO membrane resistance model (막채널 내에서 각 지점 및 시간에 따른 membrane resistance의 변화를 반영함)의 근간이 되는 모델이다.

본 논문에서 저자는 기존에 알려진 막이동이론들이 보여주는 염분농도변화에 따른 염분제거율의 예측이 불충분함을 지적하며, localized variables (막 채널내의 지점을 고려)에 기초한 full-scale 역삼투공정 퍼포먼스를 예측하는 새로운 시뮬레이션 방법을 제시 하고 있다. 또한 경험적으로 어림짐작된(rule of thumb) 삼투압계수(osmotic pressure coefficient)가 실제 해수담수화 플랜트에서의 퍼포먼스에 의해 결정된 피팅된 값보다 현저하게 높음을 지적하며, 특정 유입수조건(TDS농도) 및 특성에 따른 값을 적용시켜야 함을 강조하고 있다. 
본 논문에서 개발된 모델의 공정예측 정확성을 검증하기 위해 21.1 MGD 용량의 SWRO 플랜트 (플로리다 남동쪽에 있는 Jupiter 시티) 의 퍼포먼스 데이터를 사용하였으며, 개발된 모델이 full-scale의 역삼투 공정 퍼포먼스를 잘 예측하고 있음을 보여주고 있다.


4. Originality & Contribution

본 연구의 독창성 및 제시된 모델의 특징은 다음과 같다. 

1) 채널이란 하나의 시스템을 동일하게 본 기존모델들과 달리, 막채널의 특정지점들을 반영한 식들을 사용
2) 기초적인 원리만을 사용한 모델개발: 막 이동과 질량보존 개념만을 고려 (local membrane transport and mass conservation relationships on water and salt)
3) 채널 내 압력계산에서 pressure drop을 고려한 spacer에 의한 마찰계수(k) 개념 도입
4), 기존 삼투압을 계산하는 Van’t Hoff 식이 아닌, 보다 정확한 계산을 위한, 유입원수의 특성(not salt concentration, but TDS concentration)이 반영된 삼투계수(fos)가 적용된 경험식을 사용

5. Reviewer: 정관호 jkh@gist.ac.kr

첨부 (1)
0105_정관호_변환.pdf
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