• 상하수도학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.417-425
• /
• 2016

Desalination is a key technology to overcome water shortage problem in a near future. High energy consumption is an Achilles' heel in desalination technology. Osmotically driven membrane processes like forward osmosis(FO) was introduced to address this energy issue. Characterizing membrane properties such as water permeability(A), salt permeability(B), and the resistance to salt diffusion within the support layer($K_{ICP}$) are very important to predict the performance of scaled-up FO processes. Currently, most of researches reported that the water permeability of FO membrane was measured by reverse osmosis(RO) type test. Permeating direction of RO and FO are different and RO test needs hydraulic pressure so that several problems can be occurred(i.e. membrane deformation, compaction and effect of concentration polarization). This study focuses on measuring water permeability of FO membrane by FO type test results in various experimental conditions. A statistical approach was developed to evaluate the three FO membrane properties(A, B, and $K_{ICP}$) and it predicted test result by the internal and external concentration polarization model.

• 멤브레인
• /
• 제11권4호
• /
• pp.152-160
• /
• 2001

본 연구는 아크릴 폐수의 COD제거를 위한 전터리 공정 및 전 처리된 아르릴폐수를 한외여과 중공사형 모듈과 역삼투 나권형 모듈에 적용하여 적용압력과 온토변화에 따른 한외여과막과 역삼투막의 분리특성을 고찰하였다. 또한, 장시간 연속운전으로부터 한외여과 및 역삼투 막의 세척 적정시간을 결정하고, 운전시간에 따른 막오염을 고찰하였다. 14시간을 기준으로 한외여과 막의 플럭스가 급격히 떨어지고 있으며, 역삼투 막도 비슷한 경향을 나타내고 있다. CaO 및 모래여과장치를 거친 처리수를 중화처리 하여 UF/RO공정에 적용한 결과 COD 및 TDS가 배출허용 기준치 이하로 제거됨을 알 수 있었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.399-405
• /
• 2011

In a desalination technology using RO membranes, chemical cleaning makes damage for membrane surface and membrane life be shortened. In this research cleaning technology using direct osmosis (DO) was introduced to apply it under the condition of high pH and high concentration of feed. When the high concentration of feed is injected to the concentrate side after release of operating pressure, then backward flow occurred from treated water toward concentrated for osmotic pressure. This flow reduces fouling on the membrane surface. Namely, flux of DO was monitored under pH 3, 5, 10 and 12 conditions at feed concentrations of NaCl 40,000 mg/L, 120,000 mg/L and 160,000 mg/L. As a result, DO flux in pH 12 increased about 21% than pH 3. DO cleaning was performed under the concentrate NaCl 160,000 mg/L of pH 12 during 20 minutes. Three kinds of synthetic feed water were used as concentrates. They consisted of organic, inorganic and seawater; chemicals of SiO2 (200 mg/L), humic acid (50 mg/L) sodium alginate (50 mg/L) and seawater. As a result, fluxes were recovered to 17% in organic fouling, 15% in inorganic fouling and 14% of seawater fouling after cleaning using DO under the condition of concentrate NaCl 160,000 mg/L of pH 12.

• 멤브레인
• /
• 제29권6호
• /
• pp.339-347
• /
• 2019

정삼투 공정(forward osmosis, FO)은 역삼투 공정(reverse osmosis, RO)에 비해 저압으로 운영되므로 오염 제어, 유지 보수, 막 세정 및 잠재적 에너지 저감 측면에서 큰 이점이 있어 다양한 분야에 적용할 수 있는 기술이다. 특히, 정삼투 공정의 막오염층이 비교적 느슨하고 분산된 특성을 가지므로 역삼투 공정과 달리 물리세정만으로도 충분한 막오염 제어가 가능하다. 하지만 기존 연구들의 경우 정삼투 물리세정에 적합한 세정 유속을 적용하지 않아 최적화 운전을 하지 못했다는 한계가 있다. 따라서 이 연구는 경제적인 에너지량으로 높은 효율의 세정을 보일 수 있는 적절한 유속의 정당성 평가를 목적으로 한다. 정삼투 공정 막오염 실험을 8.54 cm/s 순환 유속으로 유지하고 세 가지 세정유속으로 회복률과 SEC (specific energy consumption) 비교 평가하였다. 이 실험의 결과로 2배속 세정이 3배속 세정의 수투과도 회복률 만큼의 높은 효율을 보이는 동시에, 2배속 세정이 높은 세정효율 및 경제적인 SEC를 보이는 적절한 유속이라는 것을 확인하였다.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
• /
• 제67권
• /
• pp.52-71
• /
• 2018

RO membranes, the core elements for RO process formed using polyamide, have found prominent space in membrane technology. RO membranes with better application perspective could be achieved by precise controlling the kinetics of IP reaction and surface modification strategy. Despite huge progresses, great challenges still exist in trade-off between flux, rejections and fouling. More works are necessary to enhance the performance and stability of RO membranes via surface modification. Further insights into the use of natural monomers are necessary. It is anticipated that this article can provide clues for further in-depth evaluation and research in exploring more advanced RO membranes.

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제5권4호
• /
• pp.235-250
• /
• 2014

The impacts of membrane degradation due to chlorine attack on the rejection of inorganic salts and trace organic contaminants by nanofiltration (NF) and reverse osmosis (RO) membranes were investigated in this study. The rejection of trace contaminants was examined at environmentally relevant concentrations. Changes in the membrane surface morphology were observed as a result of chlorine exposure. A small increase in rejection was consistently observed with all four membranes selected in this study after being exposed to a low concentration of hypochlorite (100 ppm). In contrast, a higher concentration of hypochlorite (i.e., 2000 ppm) could be detrimental to the membrane separation capacity. Membranes with severe chlorine impact showed a considerable decrease in rejection over filtration time, possibly due to rearrangement of the polyamide chains under the influence of chlorine degradation and filtration pressure. The reported results indicate that loose NF membranes are more sensitive to chlorine exposure than RO membranes. The impact of hypochlorite exposure (both positive and negative) on rejection is dependent on the strength of the hypochlorite solution and is more significant for the neutral carbamazepine compound than the negatively charged sulfamethoxazole.

• 멤브레인
• /
• 제12권3호
• /
• pp.182-191
• /
• 2002

복합 박막의 구조를 갖는 폴리아미드계 역삼투 분리막은 상용화되어 해수담수화 공정에 널리 적용되어져 왔다. 최근 고압·고회수율 공정은 기존의 해수 담수화 공정에 비해 에너지 비용 및 전처리의 규모의 측면에서 절감 효과를 가진다는 결과들이 발표되어왔다. 고압·고회수율 공정은 에너지 회수, 고압 펌프 설비, 그리고 고압 고염제거율의 역삼투막 개발에 의해 가능해 졌다. 본 연구에서는 기존의 해수담수화 공정에 사용되는 역삼투 분리막에 대한 고압·고회수율 공정 조건에서의 투과 성능을 조사하였다. 역삼투 분리막 평막의 평가에는 3.5%의 NaCl 수용액을 인공해수로 조제하여 실시하였으며 역삼투 분리막 모듈의 평가는 마산시 합포해변에서 자연 해수를 직접 사용하였다. 그 결과로 고압 고회수율 공정에 적합한 역삼투막은 고압에 대한 내압성을 갖는 역삼투막임을 보여준다. 고농축수에 대한 염제거율은 고압 운전에 의해 자연 향상되는 경향을 나타내었다.

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제6권2호
• /
• pp.141-160
• /
• 2015

This study aims to investigate the impacts of chemical cleaning on the performance of a reverse osmosis membrane. Chemicals used for simulating membrane cleaning include a surfactant (sodium dodecyl sulfate, SDS), a chelating agent (ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA), and two proprietary cleaning formulations namely MC3 and MC11. The impact of sequential exposure to multiple membrane cleaning solutions was also examined. Water permeability and the rejection of boron and sodium were investigated under various water fluxes, temperatures and feedwater pH. Changes in the membrane performance were systematically explained based on the changes in the charge density, hydrophobicity and chemical structure of the membrane surface. The experimental results show that membrane cleaning can significantly alter the hydrophobicity and water permeability of the membrane; however, its impacts on the rejections of boron and sodium are marginal. Although the presence of surfactant or chelating agent may cause decreases in the rejection, solution pH is the key factor responsible for the loss of membrane separation and changes in the surface properties. The impact of solution pH on the water permeability can be reversed by applying a subsequent cleaning with the opposite pH condition. Nevertheless, the impacts of solution pH on boron and sodium rejections are irreversible in most cases.

• 멤브레인
• /
• 제2권1호
• /
• pp.33-48
• /
• 1992

역삼투공정과 비교하여 효율적인 농축공정인 OSRO공정에 의한 농축공정을 개발하여 에탄올 농축에 적용한 결과 역삼투공정에 비하여 높은 에탄올 농축효과를 얻었으며, 에탄올 분리효과가 뛰어난 OSRO용 막의 배발 및 농축장치를 다단으로 사용할 경우 산업화가 가능하다는 결과를 얻었다. 역삼투공정에 대한 OSRO공정의 농축도차($DC_{OSRO}-DC_{RO}$)는 전 실험범위에서 0보다 큰 값을 보이므로 에탄올 농축에 있어서 OSRO공정이 역삼투공정에 비해 효과적임을 확인하였다. OSRO공정에서 공급용액의 농도 및 부피유속이 감소하고 적용압력이 증가하는 것이 조업조건으로서 유리하였다. OSRO공정에 대한 이론식의 수치모사에 의한 해석적 결과로부터 단수가 증가할 수록 역삼투공정 및 OSRO공정의 농축도값은 커짐을 알 수 있었고, 같은 단내에서는 적용압력이 상승함에 따라 농축도값은 증가하는 경향을 보였다. 또한 수치모사에 의한 농축도 이론치는 실험치와 약 15% 이내에서 일치하였다. 농축도는 적용압려과 osmotic sink solution의 부피유속에는 비례하여 증가하며, 공급액 농도와 부피유속에 대해서는 감소함을 알 수 있었으며, 본 연구에서는 실험범위외의 수치모사에 의한 농축도 이론치도 제시하였다.

• 상하수도학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.807-813
• /
• 2012

Flocculation and flotation are used as pretreatment steps prior to the reverse osmosis (RO) process. During seawater treatment, high temperature can change the water chemistry of seawater during the process of coagulation. It also affects bubble volume concentration (BVC) and bubble characteristics. Coagulants such as alum and ferric salts at $40^{\circ}C$ can also change flux rates in the seawater reverse osmosis (SWRO) process. In this study, the bubble characteristics in dissolved air flotation (DAF), used as a SWRO pretreatment process, were studied in synthetic seawater at $20^{\circ}C$ and $40^{\circ}C$. The flux of an RO membrane was monitored after dosing the synthetic seawater with coagulants at different temperatures. Results showed that BVC increases as the operating pressure increases and as the salt concentration decreases. The bubble size released at $40^{\circ}C$ is far smaller than that at $20^{\circ}C$The addition of a ferric salt is effective for turbidity removal in synthetic seawater at $20^{\circ}C$; it is more effective than alum. When synthetic seawater was dosed with a ferric salt, the RO membrane flux increased by 27 % at $40^{\circ}C$.