当前位置: X-MOL 学术J. Membr. Sci. › 论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Module scale-up and performance evaluation of thin film composite hollow fiber membranes for pressure retarded osmosis
Journal of Membrane Science ( IF 9.5 ) Pub Date : 2018-02-01 , DOI: 10.1016/j.memsci.2017.11.036
Yunfeng Chen , Chun Heng Loh , Lizhi Zhang , Laurentia Setiawan , Qianhong She , Wangxi Fang , Xiao Hu , Rong Wang

Abstract Pressure retarded osmosis (PRO) demonstrates great potential in energy harvesting when combining with seawater reverse osmosis. However, the lack of suitable membrane modules and the issue caused by the membrane fouling greatly impede the practical application of PRO to a larger scale. In this study, two-inch thin film composite hollow fiber modules were fabricated by using in-house developed PRO membranes. The produced PRO modules have a maximum effective area of 0.5 m2. By assessing the PRO performances of the modules with different sizes, external concentration polarization (ECP) was found to have significant impact on the flux reduction during module scale-up. Different module designs, including fiber bundles, distribution baffles and distribution tubes, were thus adopted as an attempt to boost the membrane performance. A power density of 8.9 W/m2 at 15 bar was obtained using tap water as feed and 1 M NaCl solution as draw solution. PRO performance tests were also carried out using the developed two-inch modules on a pilot-scale setup with actual wastewater retentate as feed solution. Low pressure nanofiltration was selected as the pretreatment of the wastewater retentate to mitigate fouling. A power density of larger than 8 W/m2 was obtained when pretreated wastewater retentate was used as the feed solution, implying high potential of PRO in the pilot scale. Nevertheless, full potential of PRO can only be realized by mitigating ECP, which could be achieved by improving the module design in the further endeavor.

中文翻译:

用于压力延迟渗透的薄膜复合中空纤维膜的组件放大和性能评估

摘要 压力延迟渗透 (PRO) 与海水反渗透相结合,在能量收集方面表现出巨大的潜力。然而,由于缺乏合适的膜组件以及膜污染引起的问题,大大阻碍了PRO在更大范围内的实际应用。在这项研究中,使用内部开发的 PRO 膜制造了两英寸的薄膜复合中空纤维模块。生产的 PRO 模块的最大有效面积为 0.5 m2。通过评估不同尺寸模块的 PRO 性能,发现外部浓差极化 (ECP) 对模块放大过程中的通量降低有显着影响。因此采用了不同的模块设计,包括纤维束、分配挡板和分配管,以尝试提高膜性能。使用自来水作为进料和 1 M NaCl 溶液作为汲取溶液,在 15 巴下获得了 8.9 W/m2 的功率密度。PRO 性能测试也使用开发的 2 英寸模块在中试规模设置中进行,实际废水截留物作为进料溶液。选择低压纳滤作为废水渗余物的预处理以减轻结垢。当预处理废水截留物用作进料溶液时,获得大于 8 W/m2 的功率密度,这意味着 PRO 在中试规模上的潜力很大。然而,PRO 的全部潜力只能通过减轻 ECP 来实现,这可以通过进一步努力改进模块设计来实现。PRO 性能测试也使用开发的 2 英寸模块在中试规模设置中进行,实际废水截留物作为进料溶液。选择低压纳滤作为废水渗余物的预处理以减轻结垢。当预处理废水截留物用作进料溶液时,获得大于 8 W/m2 的功率密度,这意味着 PRO 在中试规模上的潜力很大。然而,PRO 的全部潜力只能通过减轻 ECP 来实现,这可以通过进一步努力改进模块设计来实现。PRO 性能测试还使用开发的 2 英寸模块在中试规模设置中进行,实际废水渗余物作为进料溶液。选择低压纳滤作为废水渗余物的预处理以减轻结垢。当预处理废水截留物用作进料溶液时,获得大于 8 W/m2 的功率密度,这意味着 PRO 在中试规模上的潜力很大。然而,PRO 的全部潜力只能通过减轻 ECP 来实现,这可以通过进一步努力改进模块设计来实现。当预处理废水截留物用作进料溶液时,获得大于 8 W/m2 的功率密度,这意味着 PRO 在中试规模上的潜力很大。然而,PRO 的全部潜力只能通过减轻 ECP 来实现,这可以通过进一步努力改进模块设计来实现。当预处理废水截留物用作进料溶液时,获得大于 8 W/m2 的功率密度,这意味着 PRO 在中试规模上的潜力很大。然而,PRO 的全部潜力只能通过减轻 ECP 来实现,这可以通过进一步努力改进模块设计来实现。
更新日期:2018-02-01
down
wechat
bug