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ISSN : 1226-0088(Print)
ISSN : 2288-7253(Online)
Membrane Journal Vol.28 No.3 pp.157-168
DOI : https://doi.org/10.14579/MEMBRANE_JOURNAL.2018.28.3.157

Phytochemical-based Tannic Acid Derivatives as Draw Solutes for Forward Osmosis Process

Taehyung Kim, Changha Ju, and Hyo Kang
Department of Chemical Engineering, Dong-A University, 37 Nakdong-Daero 550beon-gil, Saha-gu, Busan 49315, Korea
Corresponding author(e-mail: hkang@dau.ac.kr)

Abstract

Potassium tannate (TA-K), which is prepared by base treatment of the bio-renewable tannic acid (TA), was evaluated for its potential application as a draw solute for water purification by forward osmosis. The forward osmosis and recovery properties of TA-K were systematically investigated. In the application of forward osmosis through the active layer facing feed solution (AL-FS) method, the water flux of TA-K draw solution was significantly higher than that of the TA draw solution, while that of the latter was not identified. At a low concentration of 100 mM, the osmotic pressure (1,135 mOsmol/kg) of the TA-K draw solution was approximately 6.5 times that (173 mOsmol/kg) of the NaCl draw solution. Furthermore, the water flux and specific salt flux (6.14 LMH, 1.26 g/L) of the TA-K draw solution at 100 mM were approximately 2.5 and 0.5 times those of the NaCl draw solution (2.46 LMH, 2.63 g/L) at the same concentration, respectively. For reuse, TA-K was precipitated by using a metal ion and recovered through membrane filtration. This study demonstrates the applicability of a phytochemical material as a draw solute for forward osmosis.

정삼투 공정의 유도용질로서의 식물 화학물질 기반의 탄닌산 유도체

김태형, 주창하, 강 효
동아대학교 화학공학과

초록

우리는 정삼투 공정의 유도용질로서 잠재적인 활용 가능성을 확인하기 위해 식물화학물질인 tannic acid (TA)에 알칼리 염 처리한 alkali tannate 염 중 하나인 potassium tannate (TA-K)를 평가하였다. TA-K의 정삼투 특성과 회수 특성은 체계적으로 조사되었다. 정삼투 공정을 active layer facing feed solution (AL-FS) 방식으로 적용했을 때, TA-K 유도용액의 투수량은 TA 유도용액의 투수량 보다 훨씬 많은 반면, TA 유도용액의 투수량이 거의 확인되지 않았다. 100 mM 저농도에서 의 TA-K 유도용액의 삼투압(1,135 mOsmol/kg)은 NaCl 수용액의 삼투압(173 mOsmol/kg)의 약 6.5배로 확인되었다. 100 mM 농도의 TA-K의 투수량과 specific salt flux (6.14 LMH, 1.26 g/L)는 동일한 농도의 NaCl 유도용액의 투수량과 specific salt flux (2.46 LMH, 2.63 g/L)의 약 2.5배 및 0.5배로 각각 확인되었다. TA-K를 재사용하기 위해, 금속 이온 침전법을 이용 하여 TA-K유도용질을 침전시킨 후, membrane filtration을 이용하여 유도용질을 회수하였다. 이 연구는 식물화학물질을 정삼투 공정의 유도용질로서의 적용 가능성을 보여준다.
National Research Foundation of Korea
2015R1C1A1A01051654 Dong-A University

Figure

Table