The limitation of conventional water resources urges the importance of paradigm shift to include unconventional water resources such as the reuse of oily wastewater in the water management strategies. However, the deformation and subsequent coalescence of oil droplets have been the most critical factors that increase the oil attachment on the membrane surface during the treatment of oily wastewaters. In this study, a direct observation technique was done to investigate the attachment of oil droplets on the membrane surface at various crossflow velocity (CFV). In order to explain the experimental data, the study is completed with a computational fluid dynamics (CFD) simulation that was used to simulate the change of flow trajectories and local flow behavior at the membrane surface. Subsequently, it is found that by generating more turbulence, oil fouling on the membrane surface can be minimized. In order to control the oil fouling, this study analyzed a micro-patterned modifications impact to the membrane performance. It is found that the geometry modification could increase the turbulence inside the membrane vicinity and the pattern’s valley, hence prevent the oil droplets attachment. To enhance the modification impact to reduce oil attachments, this study combined the topography modification with a surface coating. The combination could significantly enhance the anti-fouling effect of the membrane.
보편적으로 취급되는 물 자원의 한계점으로 인해 오일 폐수의 재활용과 같은 새로운 접근방법이 필요해지고 있다. 그러나, 오일 방울의 변형 및 후속 유착은 오일 폐수의 처리동안 막 표면의 오일 부착을 증가시키는 가장 중요한 한계점으로 여겨져 왔다. 본 연구에서는, 다양한 교차 흐름 속도 (CFV) 에서 막 표면에 부착되는 오일 방울을 관찰하는 직접적인 관찰 기법이 수행되었다. 위의 실험 결과를 해석하기 위해, 흐름 표면의 변화와 막 표면에서의 국부적인 흐름 거동을 시뮬레이션할 수 있는 전산 유체 역학 (CFD) 가 사용되었다. 결과적으로, 더 많은 난류가 발생됨에 따라 막 표면에서의 오일 오염이 최소화 될 수 있다는 결과가 나타났다. 또한, 오일 파울링을 제어하기 위한 방법으로, 막의 미세 패턴 변형이 막 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 형상 변형에 의해 막 주변과 패턴 내 난류가 증가하여 오일 방울의 부착을 방지한다는 결과가 확인되었다. 본 연구는, 오일 부착을 감소시키기 위해 형상 변형을 증가시키는 방법으로 막 표면의 코딩 기술을 사용하여 막의 지형을 변화시켰다. 위 조합으로 인해, 막의 방오 효과를 크게 높일 수 있음이 확인되었다.
