Module-scale analysis of low-salt-rejection reverse osmosis: Design guidelines and system performance

卤水 反渗透 盐度 正渗透 多阶段 能源消耗 工艺工程 化学 化学工程 环境工程 环境科学 工程类 地质学 有机化学 电气工程 海洋学 生物化学
作者
Yuhao Du,Zhangxin Wang,Nathanial J. Cooper,Jack Gilron,Menachem Elimelech
出处
期刊:Water Research [Elsevier BV]
卷期号:209: 117936-117936 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.watres.2021.117936
摘要

Low-salt-rejection reverse osmosis (LSRRO) is a novel reverse osmosis (RO)-based technology that can highly concentrate brines using moderate operating pressures. In this study, we investigate the performance of LSRRO membrane modules and systems using module-scale analysis. Specifically, we correlate the observed salt rejection of an LSRRO module with the water and salt permeabilities of the RO membrane. We then elaborate the impact of membrane properties and operating conditions on the performance of a 2-stage LSRRO, providing design guidelines for LSRRO systems. We further compare the performance of 2-stage and 3-stage LSRRO systems, showing that an LSRRO system with more stages is not always favored due to a larger energy consumption. The performance of a 3-stage LSRRO in treating different feed solutions for minimal/zero liquid discharge (MLD/ZLD) applications is then evaluated. Based on our results, when treating feed waters with a relatively low salinity (e.g., 0.1 M or ∼5,800 mg L−1 NaCl), the 3-stage LSRRO can achieve a concentrated brine that can be directly sent to the thermal brine crystallizers (i.e., brine concentration > 4 M or ∼240,000 mg L−1 NaCl), and the corresponding specific energy consumption (SEC) is only ∼3 kWh m−3. When treating feed waters with a relatively high salinity (e.g., 0.6 M or ∼35,000 mg L−1 NaCl), the brine from the 3-stage LSRRO can be ∼80 % more concentrated compared to that from conventional RO, while the corresponding SEC does not exceed 6 kWh m−3. Our results demonstrate that LSRRO can substantially advance minimal/zero liquid discharge (MLD/ZLD) applications because it can significantly minimize the use of thermal brine concentrators. We conclude with a discussion on the practicability of LSRRO and highlight future research needs.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
目光之澄完成签到,获得积分10
1秒前
飘逸之玉发布了新的文献求助10
1秒前
小菜鸟关注了科研通微信公众号
1秒前
wqkkk发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
王梽旭完成签到,获得积分20
3秒前
明天一定吃早饭完成签到,获得积分10
4秒前
醉爱星星完成签到,获得积分10
4秒前
xubee完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
友好的天奇完成签到 ,获得积分10
4秒前
ljjxd完成签到,获得积分10
4秒前
秀丽奎完成签到 ,获得积分10
4秒前
cold寒完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
汪哈七完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
飘逸之玉完成签到,获得积分10
6秒前
雾昂发布了新的文献求助10
8秒前
CipherSage应助不爱吃饭采纳,获得10
8秒前
汪哈七发布了新的文献求助10
8秒前
丹丹发布了新的文献求助10
8秒前
less完成签到,获得积分10
9秒前
wanci应助月之暗面采纳,获得10
9秒前
zhizhi完成签到,获得积分10
10秒前
wqkkk完成签到,获得积分10
10秒前
Feng发布了新的文献求助20
11秒前
11秒前
11秒前
情怀应助123采纳,获得10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
静心安逸完成签到,获得积分10
11秒前
李健的粉丝团团长应助hh采纳,获得10
12秒前
隐形曼青应助滴滴滴采纳,获得10
12秒前
任性的蝴蝶完成签到,获得积分10
12秒前
han发布了新的文献求助10
12秒前
卷卷完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
网络安全 SEMI 标准 ( SEMI E187, SEMI E188 and SEMI E191.) 1000
计划经济时代的工厂管理与工人状况(1949-1966)——以郑州市国营工厂为例 500
INQUIRY-BASED PEDAGOGY TO SUPPORT STEM LEARNING AND 21ST CENTURY SKILLS: PREPARING NEW TEACHERS TO IMPLEMENT PROJECT AND PROBLEM-BASED LEARNING 500
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
Two New β-Class Milbemycins from Streptomyces bingchenggensis: Fermentation, Isolation, Structure Elucidation and Biological Properties 300
Modern Britain, 1750 to the Present (第2版) 300
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4615303
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4019099
关于积分的说明 12440991
捐赠科研通 3702052
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2041414
邀请新用户注册赠送积分活动 1074129
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 957743