Journal of Membrane Science (IF=8.742) 2021-12-24

韩国科学技术院土木与环境工程系 Jong-InHan课题组

本研究建立了一个基于转运的正向渗透（FO）系统，此系统可以预测微藻收集过程中的水通量。新系统基于Carman-Kozeny阻力模型，可以计算由微藻细胞组成的滤饼层的稳态水力阻力，并用控制体积法定量计算滤饼层在过渡状态下的生长速率，同时对滤饼-强化浓差极化（CECP）进行实时估算。CECP由细胞和溶解的化合物产生，沉积在膜表面并降低FO的性能。根据实验数据和理论数据，我们对微藻细胞原料溶液的模型参数进行了评估。结果发现，在实验条件下，微藻细胞的沉积速率常数至少比扩散速率常数高两个数量级。在与微藻有关的参数中，根据敏感度分析的研究结果发现，孔隙率和滤饼层厚度对水通量的影响最大。因此，为了提高模型的准确性，我们使用统计技术对它们进行了标定。在估算参数的基础上，通过批次运行FO系统对所建模型进行了验证，结果表明模型与准稳态数据吻合。迄今为止，已有不少研究人员对FO模型进行了研究，但据我们所知，本研究是第一次使用实际原料溶液来解释具体沉积现象，为基于FO的微藻收集过程的开发提供理论和实际的认识。

原文链接：Modeling of forward osmosis for microalgae harvesting.

https://doi.org/10.1016/j.memsci.2021.119910