정삼투와 압력지연삼투 공정에서 용매의 투과율은 용매와 막이 접촉하는 방식에 의존한다. 각각의 공정에서 막의 활성층이 고농도 용매와 접촉하는 경우를 압력지연삼투 방식이라 하고, 고농도 용매가 막의 다공성 지지하층과 직면해 있는 경우를 정삼투 방식이라고 한다. 압력지연삼투 방식과 정삼투 방식은 각각 희석형 그리고 농축형의 내부농도 분극 현상을 유발하는데, 동일한 조작 조건에서 정삼투 방식보다 압력지연삼투 방식이 높은 투과율을 나타내는 현상이 실험적으로 관측되었다. 본고에서는 정삼투방식과 압력지연삼투 방식에서 발생하는 본질적인 투과율 불균형을 수학적 귀류법을 이용하여 증명하고, 물리적인 원인을 규명한다.

In pressure-retarded osmosis (PRO) and forward osmosis (FO) processes, solvent (permeate) flux depends on which surface the draw solution faces. There are two operation modes. PRO mode indicates that the active layer faces the draw solution, and FO mode means that the porous substrate fronts the draw stream. It is often observed that the PRO mode produces higher flux than that of FO under the same operating conditions. The current work uses the method of proof by contradiction, and mathematically proves the intrinsic flux inequality between the two modes.

• Albert S. Kim(Department of Civil and Environmental Engineering, University of Hawaii at Manoa, United States) Corresponding author
• Seung-won Lee(Seawater Utilization Plant Research Center, Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering) | 이승원