The CA reverse osmosis membranes were prepared and were studied the effects of parameters in membrane performance. The dope solutions were composed of polymer, formamide, acetone and 2-methoxyethanol. And it was prepared flat type membranes. The membranes were measured flux and rejection. The experimental factors such as polymer concentration, additive type, solvent evporation period, annealing temperture, and applied pressure were changed to investigate the effects of these on the membranes. And the transport parameters were also calculated at reverse osmosis medel for prepared membranes.
Counter-current type reverse osmosis spiral wound module was manufactured for the separation and concentration of salf solution. The ratio of permeate volumetric flow rate vs. brine volumetric flow rate was effective parameter between rejection and degree of cocentration. The reflection coefficient was correspondent to the relation between rejection and degree of cocentration by Spiegler-Kedem model. Counter-current reverse osmosis process had more osmotic pressure drop effect and more degree of concentration than general reverse osmosis process. As a result of computer calculation, the extension of module length than module diameter was more effective for the increase of degree of concentration.
Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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1996.10a
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pp.8-11
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1996
전기투석은 역삼투압, 한외여과와 함께 가장 많이 이용되고 막공정 중의 하나이다. 전기투석은 다른 막공정과 같이 막의 선택성에 의한 분리조작이며 병렬식 배열에 의한 막의 이용이 가능하고 막오염 현상이 있으며 따라서 막-유체간의 접촉에 대한 제어가 필요하다. 전기투석은 운전목적에 따라 desalting electrodialysis(ED)와 water-splitting electrodiaiysis(WSED)로 구분할 수 있다. Desalting electrodialysis는 고전적 의미의 탈염을 위한 전기투석공정이며 WSED는 bipolar membrane을 이용하여 염을 산과 염기로 분리시키는 기능을 갖는 전기투석 공정을 말한다. WSED는 전기적으로 물을 분리한다는 의미로서 Electrohydrolysis로 불리기도 한다. WSED의 기본원리는 bipolar membrane의 양쪽면에서 수소이옹과 수산이온을 발생시켜 산 또는 염기용액으로 전달하고 bipolar membrane에 접하고 있는 양이온 또는 음이온 교환막에서는 각 용액의 전기적 중성을 유지하기 위해 대응하는 이온을 투과시키는 것이다. WSED는 염으로부터 산 염기제조 뿐만아니라 염의 형태로 생성되는 유기산, 아미노산 등 발효생성물의 회수 또는 acidification에 이용되고 있다.
Membrane separation technology with polymeric membranes for the effective separation and energy conservation has emerged to be a new technology for separation in recent years. In this research, the reverse osmosis process was applied to the concentration process of clarified apple juices. The changes of concentration and permeate flux of apple juice in this process were measured at different membrane characteristics, operating pressures, temperature and flow rate. And the changes of quality were also measured at different pressures. The prediction model for the permeate flux based on these data was established. Generally, the osmotic pressure increased as the concentration of the feed increased in the RO process, which caused a reduction of permeate flux. The changes of permeate flux were not much dependent on temperature and flow rate, but very much dependent on pressure. The most effective factor in increased permeate flux was found to be the operating pressure, followed by temperature and flow rate. The final prediction model for the permeate flux was developed by the $SPSS^x$ computer program. The result showed that recovery of sugar was not affected by processing pressures, but the percentage recovery of total flavor was increased with increasing pressure.
이온교환막을 이용한 전기적 탈염기술은 막모듈 내에 양이온교환막과 음이온교환막을 교대로 장착시키고 모듈의 양단 전극에 전압을 적용함으로써 물속에 용존되어 있는 양이온과 음이온들을 전기의 힘을 이용하여 선택적으로 투과시키는 원리를 기반으로 하는 청정공정 기술이다. 이온교환막 공정은 전통적으로 산/알칼리의 생산, 산업폐수의 중금속의 제거, 해수의 담수화, 반도체 산업의 초순수의 제조, 해수에서 식염의 제조, 발효산업의 유기산 및 아미노산의 회수 등 다양한 산업분야에서 응용되어 왔다. 최근에는 이러한 기존의 응용분야에서 벗어나 새롭게 응용분야가 넓어지고 있다. 이온교환막과 다공성 탄소전극을 결합한 막축전식 해수담수화기술, 해수와 담수의 염도차를 이용한 역전기투석식 해수발전 등의 새로운 선택분리기능 및 응용분야를 가진 이온교환막의 개발 및 공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 국내에서는 이온교환막이 아직 상용화되지 않고 있어 이온교환막을 이용한 응용연구가 활발하게 진행되지 못하고 있어 그 개발이 시급하다. 본 논문에서는 먼저 이온교환막을 이용한 전기투석식 탈염기술, 물분해 전기투석, 전기탈이온 공정에 관한 동향을 조사하였다. 아울러 미래의 이온교환막의 응용기술인 해수담수화기술로서 역삼투법과 경쟁하여 에너지를 낮게 소모할 것으로 예상되는 분리막을 이용한 막축전식 탈염기술과 무한한 신재생에너지원인 해수와 담수를 이용한 역전기투석 해수발전기술에 대해 기술의 원리들과 최근의 연구동향 등을 정리하였다.
Studies were carried out on the selective removal of inorganic salts such as NaCl and $Na_2SO_4$ from dye solution, using counter diffusion-reverse osmosis and nanofiltration, respectivey. For the dye solution used in the experiments, 1 to 30% of salts were removed by counter diffusion while the loss of dye molecules was less than 0.3%. The separation factors by one pass operation were 10-500 according to ionic species. In five successive operations, removals of anion($Cl^-$) increased but those of cation($Na^+$) decreased due to the Donnan effect. Effects of feed flow rate on removal efficiencies of various ions were also observed at constant flow rate of stripping water. Reverse osmosis of desalted dye solution by counter diffusion was conducted to prepare highly concentrated liquid dyes. The rejection efficiency of dye molecules was greater than 99%. For the rejection efficiency of chloride ion, experimental values were compared with theoretical ones based on solution-diffusion model. Two stage diafiltration was performed in nanofiltration. The rejection efficiency of chloride ion was continuously decreased due to the Donnan dialysis and even negative rejection was observed. The Donnan effect was more pronounced in the second diafiltration.
Lithium ion battery (LIB) demands increase every year globally to reduce the burden on fossil fuels. LIBs are used in electric vehicles, stationary storage systems and various other applications. Lithium is available in seawater, salt lakes, and brines and its extraction using environmentally friendly and inexpensive methods will greatly relieve the pressure in lithium mining. Membrane separation processes, mainly nanofiltration (NF), is an effective way for the separation of lithium metal from solutions. Electrodialysis and electrolysis are other separation processes used for lithium separation. The process of reverse osmosis (RO) is already a well-established method for the desalination of seawater; therefore, modifying RO membranes to target lithium metals is an excellent alternative method in which the only bottleneck is the interfering presence of other metal elements in the solution. Selectively removing lithium by finding or developing suitable NF membranes can be challenging, but it is nonetheless an exciting area of research. This review discusses in detail about lithium recovery via nanofiltration, electrodialysis, electrolysis and other processes.
Ham, Y.B.;Choi, J.H.;Jeong, H.S.;Park, S.J.;Park, J.H.;Yun, S.N.
Transactions of The Korea Fluid Power Systems Society
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v.4
no.3
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pp.7-12
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2007
This paper presents an energy saving hydrostatic pressure exchanger for sea water desalination equipment. In a reverse osmosis(RO) system for desalinating sea water, more than 70 percent of the supplied sea water, brines which were impassable through RO membrane are bypassed, resulting in high energy losses. In this paper, a hydrostatic pressure exchanger consisting of an embedded water hydraulic piston motor and a water hydraulic piston pump was proposed and investigated in order to recover the energy of the bypassed brines. The pressurized brines are supplied to the embedded water hydraulic piston motor as power sources and the water hydraulic piston pump is driven by the output torque of the embedded water hydraulic piston motor as well as electric motor. Consequently, the energy of the bypassed brines can be recovered. To examine the electric energy saving characteristics of the hydrostatic pressure exchanger, a simulation model was constructed using commercial software and experiments were conducted. Through the results of simulation and experiment, the feasibility of the electric energy saving effect of the proposed hydrostatic pressure exchanger was investigated.
Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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v.17
no.1
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pp.13-19
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2014
The feed temperature has an effect on the performance during desalination of seawater by membrane separation. When the permeate flux intends to increase using the waste heat, it is necessary to analyze the effect of feed temperature precisely on the membrane performance. The experiments were carried out to investigate the performance of membranes by varying the seawater temperature from $10^{\circ}C$ to $60^{\circ}C$. The increase of permeate flux with increase of feed temperature was interpreted as the change of water viscosity and the membrane itself. While the increase of permeate flux could be predicted by the viscosity change in case of nanoflitration membrane, there exists 30% difference between the experiment data and the prediction by the viscosity change in case of reverse osmosis (RO) membrane, which seems to be due to 8% decrease of the pore size in 60caused by the contraction of membrane with the increase of temperature. Therefore, the desalination of seawater should be carried out within the range that the elevation of temperature does not cause the alteration of membrane itself even for the purpose of increasing the permeate flux.
Chang, Ho Nam;Choi, Kyung-Rok;Jung, Kwonsu;Park, Gwon Woo;Kim, Yeu-Chun;Suh, Charles;Kim, Nakjong;Kim, Do Hyun;Kim, Beom Su;Kim, Han Min;Chang, Yoon-Seok;Kim, Nam Uk;Kim, In Ho;Kim, Kunwoo;Lee, Habit;Qiang, Fei
Membrane Journal
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v.32
no.4
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pp.235-252
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2022
Forward osmotic pressure-free reverse osmosis (Δ𝜋=0 RO) was invented in 2013. The first patent (US 9,950,297 B2) was registered on April 18, 2018. The "Osmotic Pressure of Concentrated Solutions" in JACS (1908) by G.N. Lewis of MIT was used for the estimation. The Chang's RO system differs from conventional RO (C-RO) in that two-chamber system of osmotic pressure equalizer and a low-pressure RO system while C-RO is based on a single chamber. Chang claimed that all aqueous solutions, including salt water, regardless of its osmotic pressure can be separated into water and salt. The second patent (US 10.953.367B2, March 23, 2021) showed that a low-pressure reverse osmosis is possible for 3.0% input at Δ𝜋 of 10 to 12 bar. Singularity ZERO reverse osmosis from his third patent (Korea patent 10-22322755, US-PCT/KR202003595) for a 3.0% NaCl input, 50% more water recovery, use of 1/3 RO membrane area, and 1/5th of theoretical energy. These numbers come from Chang's laboratory experiments and theoretical analysis. Relative residence time (RRT) of feed and OE chambers makes Δ𝜋 to zero or negative by recycling enriched feed flow. The construction cost by S-ZERO was estimated to be around 50~60% of the current RO system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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