정삼투 공정에 있어 비대칭 셀룰로오즈 막의 투과유속 감소특성 (Characteristics of Flux Decline in Forward Osmosis Process for Asymmetric Cellulose Membrane)

서지정보

· 발행기관 : 한국화학공학회
· 수록지 정보 : Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK) / 52권 / 3호 / 328 ~ 334페이지
· 저자명 : 이근우, 한명진, 남석태

초록

정삼투막 공정을 이용한 소금 및 수크로오스 용액의 처리에서 농도분극현상이 투과유속에 미치는 영향을 검토하였다.
정삼투 공정에서 투과 유속감소는 주로 분리막 표면에서의 농도분극에 기인하며, 분리막의 지지층에서 발생한 내부농도분극에 의한 투과유속 감속이 활성층에서 발생한 외부농도분극에 의한 것 보다 더 컸다. 순수 투과유속은 삼투압이증가함에 따라 비선형적으로 증가하였다. NaCl 용액의 활성층 배향(DS-AL)에서의 수 투과계수는 1.8081×10-7 m/s·atm,지지층 배향(DS-SL)의 경우 1.0957×10-7 m/s·atm 이었으며, 이로부터 산출된 막저항은 각각 5.5306×106 s·atm/m,9.1266×106 s·atm/m 이었다. 수크로오스 용액의 경우 활성층 배향(DS-AL)에서의 투과유속이 지지층 배향(DS-SAL)에서의투과유속보다 1.33~1.90배 크게 나타났다. 삼투압(π)에 대한 투과유속(J)의 변화는 전자의 경우 J=-0.0177+0.4506π-0.0032π2, 후자의 경우 J=0.0948+0.3292π-0.0037π2으로 표현될 수 있었다.

영어초록

This study examined the effect of concentration polarization on permeate flux in forward osmosis (FO)membrane process for saline and sucrose solution. The reduction in permeate flux during the FO membrane process islargely due to the formation of concentration polarization on membrane surfaces. The flux reduction due to internal concentrationpolarization formed on the porous support layer was larger than that due to the external concentration polarizationon the active membrane surface. Water permeate flux through the FO membrane increased nonlinearly with theincrease in osmotic pressure. The water permeability coefficient was 1.8081×10-7 m/s·atm for draw solution on activelayer (DS-AL) mode and 1.0957×10-7 m/s·atm for draw solution on support layer (DS-SL) mode in NaCl solution system.
The corresponding membrane resistance was 5.5306×106 and 9.1266×106 s·atm/m, respectively. With respect to thesucrose solution, the permeate flux for DS-AL mode was 1.33~1.90 times higher than that for DS-SL mode. The correspondingvariation in the permeation flux (J) due to osmotic pressure (π) would be expressed as J=-0.0177+0.4506π-0.0032π2 for the forward and J=0.0948+0.3292π-0.0037π2 for the latter.

참고자료

· 없음