Understanding the Roughness–Fouling Relationship in Reverse Osmosis: Mechanism and Implications

结垢 机制(生物学) 反渗透 环境工程 化学 环境科学 认识论 哲学 生物化学
作者
Chuning Shang,Dicky Pranantyo,Sui Zhang
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:54 (8): 5288-5296 被引量:93
标识
DOI:10.1021/acs.est.0c00535
摘要

This paper investigates the relationship between roughness and fouling in reverse osmosis (RO) through specially designed experimental protocols and computational fluid dynamics (CFD) studies. Conventional polyamide thin-film composite membranes with a ridge-and-valley structure and an emerging type of smooth membranes are prepared. A wide range of foulants are used, and fouling under static, crossflow, and RO conditions are tested. Feature size on the membrane surface is important when foulants and the microscale structure show a similar size, and otherwise membrane–foulant interactions govern the static attachment. Under crossflow mode, fouling on the ridge-and-valley surface is not reduced to the same extent as that on smooth membranes, with the insufficient vortices in the valley region being identified as the key factor by CFD studies. In RO, uneven flux distribution as confirmed by gold nanoparticle filtration is also found to account for the much higher fouling rate of conventional membranes. Our study then suggests two strategies to design next-generation fouling-resistant RO membranes via structural optimization: first, a smooth selective layer should be maintained to ensure uniform flux distribution; second, one may mimic nature to fabricate patterned porous membranes as the support, so that it optimizes hydrodynamics while maintaining even fluxes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CodeCraft应助心内小白哥采纳,获得10
刚刚
wxfaixx发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
zz完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
pp1230发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
科研通AI5应助无情的灰狼采纳,获得10
7秒前
敬老院N号应助盛夏如花采纳,获得30
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
tracy10发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
星辰大海应助爱听歌乐菱采纳,获得30
11秒前
吃甜杏子发布了新的文献求助10
12秒前
Spine Lin完成签到,获得积分10
12秒前
ChemKinght发布了新的文献求助10
13秒前
研友_LXO1x8发布了新的文献求助10
13秒前
研友_VZG7GZ应助pp1230采纳,获得10
14秒前
缓慢天菱完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
Lucas应助可乐啊啊啊采纳,获得10
16秒前
上官若男应助复杂的含烟采纳,获得10
16秒前
AAA建材批发原哥完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
科研通AI5应助李浩采纳,获得10
17秒前
慧妞发布了新的文献求助10
17秒前
李lll发布了新的文献求助30
17秒前
18秒前
18秒前
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
ALUMINUM STANDARDS AND DATA 500
Walter Gilbert: Selected Works 500
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3665925
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3225051
关于积分的说明 9761114
捐赠科研通 2935003
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1607302
邀请新用户注册赠送积分活动 759158
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 735125