Published November 7, 2020 | Version v1
Publication Open

Strategies in Forward Osmosis Membrane Substrate Fabrication and Modification: A Review

Creators

  • 1. University of Technology Malaysia
  • 2. Ebonyi State University
  • 3. Universiti Teknologi Petronas

Description

Forward osmosis (FO) has been recognized as the preferred alternative membrane-based separation technology for conventional water treatment technologies due to its high energy efficiency and promising separation performances. FO has been widely explored in the fields of wastewater treatment, desalination, food industry and bio-products, and energy generation. The substrate of the typically used FO thin film composite membranes serves as a support for selective layer formation and can significantly affect the structural and physicochemical properties of the resultant selective layer. This signifies the importance of substrate exploration to fine-tune proper fabrication and modification in obtaining optimized substrate structure with regards to thickness, tortuosity, and porosity on the two sides. The ultimate goal of substrate modification is to obtain a thin and highly selective membrane with enhanced hydrophilicity, antifouling propensity, as well as long duration stability. This review focuses on the various strategies used for FO membrane substrate fabrication and modification. An overview of FO membranes is first presented. The extant strategies applied in FO membrane substrate fabrications and modifications in addition to efforts made to mitigate membrane fouling are extensively reviewed. Lastly, the future perspective regarding the strategies on different FO substrate layers in water treatment are highlighted.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم الاعتراف بالتناضح الأمامي (FO) باعتباره تقنية الفصل البديلة المفضلة القائمة على الغشاء لتقنيات معالجة المياه التقليدية نظرًا لكفاءتها العالية في استخدام الطاقة وأداء الفصل الواعد. تم استكشاف مجال معالجة مياه الصرف الصحي على نطاق واسع في مجالات معالجة مياه الصرف الصحي وتحلية المياه وصناعة الأغذية والمنتجات الحيوية وتوليد الطاقة. تعمل ركيزة الأغشية المركبة ذات الأغشية الرقيقة FO المستخدمة عادة كدعم لتشكيل طبقة انتقائية ويمكن أن تؤثر بشكل كبير على الخصائص الهيكلية والفيزيائية الكيميائية للطبقة الانتقائية الناتجة. يشير هذا إلى أهمية استكشاف الركيزة لضبط التصنيع والتعديل المناسبين في الحصول على بنية ركيزة محسنة فيما يتعلق بالسمك والالتواء والمسامية على الجانبين. الهدف النهائي من تعديل الركيزة هو الحصول على غشاء رقيق وانتقائي للغاية مع قابلية محسنة للماء، وميل مضاد للقاذورات، بالإضافة إلى استقرار طويل الأمد. تركز هذه المراجعة على الاستراتيجيات المختلفة المستخدمة لتصنيع وتعديل ركيزة غشاء FO. يتم أولاً تقديم نظرة عامة على أغشية FO. تتم مراجعة الاستراتيجيات الحالية المطبقة في عمليات تصنيع وتعديل ركيزة غشاء FO بالإضافة إلى الجهود المبذولة للتخفيف من تلوث الغشاء على نطاق واسع. أخيرًا، يتم تسليط الضوء على المنظور المستقبلي فيما يتعلق بالاستراتيجيات المتعلقة بطبقات الركيزة FO المختلفة في معالجة المياه.

Translated Description (French)

L'osmose avant (FO) a été reconnue comme la technologie de séparation à base de membrane alternative préférée pour les technologies de traitement de l'eau conventionnelles en raison de son rendement énergétique élevé et de ses performances de séparation prometteuses. FO a été largement explorée dans les domaines du traitement des eaux usées, du dessalement, de l'industrie alimentaire et des bioproduits, et de la production d'énergie. Le substrat des membranes composites à film mince FO généralement utilisées sert de support pour la formation de couches sélectives et peut affecter de manière significative les propriétés structurelles et physico-chimiques de la couche sélective résultante. Cela signifie l'importance de l'exploration du substrat pour affiner la fabrication et la modification appropriées afin d'obtenir une structure de substrat optimisée en ce qui concerne l'épaisseur, la tortuosité et la porosité des deux côtés. Le but ultime de la modification du substrat est d'obtenir une membrane mince et hautement sélective avec une hydrophilie améliorée, une propension à l'antisalissure, ainsi qu'une stabilité de longue durée. Cette revue se concentre sur les différentes stratégies utilisées pour la fabrication et la modification de substrats membranaires FO. Un aperçu des membranes FO est d'abord présenté. Les stratégies existantes appliquées dans la fabrication et les modifications de substrats membranaires FO en plus des efforts déployés pour atténuer l'encrassement de la membrane sont largement passées en revue. Enfin, la perspective d'avenir concernant les stratégies sur les différentes couches de substrat FO dans le traitement de l'eau est mise en évidence.

Translated Description (Spanish)

La ósmosis directa (FO) ha sido reconocida como la tecnología de separación basada en membranas alternativa preferida para las tecnologías convencionales de tratamiento de agua debido a su alta eficiencia energética y sus prometedores rendimientos de separación. FO ha sido ampliamente explorado en los campos del tratamiento de aguas residuales, la desalinización, la industria alimentaria y los bioproductos, y la generación de energía. El sustrato de las membranas compuestas de película delgada de FO típicamente utilizadas sirve como soporte para la formación de capas selectivas y puede afectar significativamente las propiedades estructurales y fisicoquímicas de la capa selectiva resultante. Esto significa la importancia de la exploración del sustrato para afinar la fabricación y modificación adecuadas en la obtención de una estructura de sustrato optimizada con respecto al espesor, la tortuosidad y la porosidad en los dos lados. El objetivo final de la modificación del sustrato es obtener una membrana delgada y altamente selectiva con mayor hidrofilia, propensión a la antiincrustación y estabilidad de larga duración. Esta revisión se centra en las diversas estrategias utilizadas para la fabricación y modificación del sustrato de membrana de FO. Primero se presenta una descripción general de las membranas de FO. Las estrategias existentes aplicadas en las fabricaciones y modificaciones del sustrato de membrana de FO, además de los esfuerzos realizados para mitigar el ensuciamiento de la membrana, se revisan exhaustivamente. Por último, se destaca la perspectiva de futuro con respecto a las estrategias sobre las diferentes capas de sustrato de FO en el tratamiento del agua.

Files

pdf.pdf

Files (11.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e902f12cc6ee3766060d5dd14d4d237d
11.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استراتيجيات تصنيع وتعديل ركيزة غشاء التناضح الأمامي: مراجعة
Translated title (French)
Stratégies de fabrication et de modification de substrats de membranes d'osmose avant : un examen
Translated title (Spanish)
Estrategias en la fabricación y modificación de sustratos de membrana de ósmosis directa: una revisión

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3096639559
DOI
10.3390/membranes10110332

Is supplement to
https://openalex.org/W4380208078 (Other)
https://openalex.org/W3202744705 (Other)
https://openalex.org/W3032897413 (Other)
https://openalex.org/W2794257069 (Other)
https://openalex.org/W2793379640 (Other)
https://openalex.org/W2752891208 (Other)
https://openalex.org/W2621888185 (Other)
https://openalex.org/W2202827033 (Other)
https://openalex.org/W2196122234 (Other)
https://openalex.org/W2160163390 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1817611682
  • https://openalex.org/W1838989735
  • https://openalex.org/W1974975222
  • https://openalex.org/W1975312025
  • https://openalex.org/W1977104058
  • https://openalex.org/W1979506761
  • https://openalex.org/W1980375489
  • https://openalex.org/W1981345466
  • https://openalex.org/W1982194355
  • https://openalex.org/W1985908112
  • https://openalex.org/W1986377551
  • https://openalex.org/W1989658206
  • https://openalex.org/W1996758795
  • https://openalex.org/W2005611550
  • https://openalex.org/W2006343103
  • https://openalex.org/W2006776455
  • https://openalex.org/W2007647605
  • https://openalex.org/W2013298973
  • https://openalex.org/W2016710655
  • https://openalex.org/W2020684586
  • https://openalex.org/W2022778259
  • https://openalex.org/W2025175218
  • https://openalex.org/W2029663327
  • https://openalex.org/W2030100016
  • https://openalex.org/W2032187673
  • https://openalex.org/W2035093710
  • https://openalex.org/W2039479423
  • https://openalex.org/W2040405149
  • https://openalex.org/W2041214955
  • https://openalex.org/W2045103456
  • https://openalex.org/W2046378679
  • https://openalex.org/W2046774631
  • https://openalex.org/W2051532407
  • https://openalex.org/W2053956354
  • https://openalex.org/W2054710123
  • https://openalex.org/W2054727583
  • https://openalex.org/W2055842733
  • https://openalex.org/W2060947855
  • https://openalex.org/W2061375930
  • https://openalex.org/W2061487810
  • https://openalex.org/W2070066818
  • https://openalex.org/W2070107388
  • https://openalex.org/W2071579083
  • https://openalex.org/W2076379945
  • https://openalex.org/W2077087206
  • https://openalex.org/W2077094709
  • https://openalex.org/W2077305600
  • https://openalex.org/W2079375833
  • https://openalex.org/W2085188109
  • https://openalex.org/W2086984890
  • https://openalex.org/W2090451054
  • https://openalex.org/W2109453811
  • https://openalex.org/W2115212080
  • https://openalex.org/W2122754355
  • https://openalex.org/W2128706626
  • https://openalex.org/W2148466889
  • https://openalex.org/W2156516883
  • https://openalex.org/W2158019319
  • https://openalex.org/W2173786684
  • https://openalex.org/W2192212757
  • https://openalex.org/W2196122234
  • https://openalex.org/W2210868393
  • https://openalex.org/W2225197200
  • https://openalex.org/W2226137399
  • https://openalex.org/W2226645457
  • https://openalex.org/W2256136199
  • https://openalex.org/W2291151457
  • https://openalex.org/W2292770615
  • https://openalex.org/W2294567540
  • https://openalex.org/W2295291416
  • https://openalex.org/W2296127666
  • https://openalex.org/W2298532538
  • https://openalex.org/W2320465118
  • https://openalex.org/W2322877073
  • https://openalex.org/W2331197975
  • https://openalex.org/W2335860575
  • https://openalex.org/W2337743265
  • https://openalex.org/W2384845815
  • https://openalex.org/W2397486327
  • https://openalex.org/W2468273155
  • https://openalex.org/W2468956877
  • https://openalex.org/W2469827390
  • https://openalex.org/W2472549264
  • https://openalex.org/W2473286142
  • https://openalex.org/W2473513101
  • https://openalex.org/W2479894734
  • https://openalex.org/W2529688919
  • https://openalex.org/W2532748599
  • https://openalex.org/W2545903410
  • https://openalex.org/W2554091423
  • https://openalex.org/W2559938301
  • https://openalex.org/W2562655257
  • https://openalex.org/W2563459173
  • https://openalex.org/W2564435403
  • https://openalex.org/W2574533738
  • https://openalex.org/W2577219575
  • https://openalex.org/W2577967961
  • https://openalex.org/W2581533868
  • https://openalex.org/W2600828885
  • https://openalex.org/W2601092860
  • https://openalex.org/W2603148307
  • https://openalex.org/W2605902063
  • https://openalex.org/W2611148979
  • https://openalex.org/W2611855029
  • https://openalex.org/W2615218542
  • https://openalex.org/W2623726188
  • https://openalex.org/W2624540632
  • https://openalex.org/W2625382413
  • https://openalex.org/W2626770225
  • https://openalex.org/W2736436469
  • https://openalex.org/W2737127203
  • https://openalex.org/W2742901960
  • https://openalex.org/W2750072557
  • https://openalex.org/W2758955523
  • https://openalex.org/W2763083353
  • https://openalex.org/W2763205368
  • https://openalex.org/W2766348637
  • https://openalex.org/W2768363291
  • https://openalex.org/W2768893244
  • https://openalex.org/W2769232695
  • https://openalex.org/W2769254244
  • https://openalex.org/W2773830615
  • https://openalex.org/W2781379104
  • https://openalex.org/W2785191980
  • https://openalex.org/W2786637799
  • https://openalex.org/W2787405351
  • https://openalex.org/W2788738685
  • https://openalex.org/W2789282963
  • https://openalex.org/W2789955807
  • https://openalex.org/W2790564468
  • https://openalex.org/W2791162465
  • https://openalex.org/W2794303362
  • https://openalex.org/W2795755959
  • https://openalex.org/W2798002091
  • https://openalex.org/W2799731215
  • https://openalex.org/W2800550306
  • https://openalex.org/W2800807504
  • https://openalex.org/W2801935403
  • https://openalex.org/W2803436786
  • https://openalex.org/W2808782150
  • https://openalex.org/W2810279629
  • https://openalex.org/W2883959010
  • https://openalex.org/W2884965021
  • https://openalex.org/W2888430663
  • https://openalex.org/W2888756106
  • https://openalex.org/W2889355966
  • https://openalex.org/W2891061193
  • https://openalex.org/W2892560228
  • https://openalex.org/W2897152685
  • https://openalex.org/W2901776032
  • https://openalex.org/W2902405570
  • https://openalex.org/W2902738717
  • https://openalex.org/W2910119827
  • https://openalex.org/W2910323056
  • https://openalex.org/W2912460323
  • https://openalex.org/W2921880292
  • https://openalex.org/W2923251928
  • https://openalex.org/W2926894295
  • https://openalex.org/W2931415029
  • https://openalex.org/W2936085228
  • https://openalex.org/W2943996319
  • https://openalex.org/W2944221186
  • https://openalex.org/W2944601047
  • https://openalex.org/W2946112704
  • https://openalex.org/W2946208401
  • https://openalex.org/W2946342926
  • https://openalex.org/W2946753670
  • https://openalex.org/W2954089426
  • https://openalex.org/W2969530496
  • https://openalex.org/W2970535906
  • https://openalex.org/W2976925314
  • https://openalex.org/W2978031334
  • https://openalex.org/W2979912610
  • https://openalex.org/W2982587452
  • https://openalex.org/W2985751285
  • https://openalex.org/W2988602019
  • https://openalex.org/W2988809158
  • https://openalex.org/W2988951583
  • https://openalex.org/W2989525381
  • https://openalex.org/W2989929965
  • https://openalex.org/W2999393029
  • https://openalex.org/W3001939346
  • https://openalex.org/W3002362606
  • https://openalex.org/W3006885558
  • https://openalex.org/W3008466200
  • https://openalex.org/W3010067639
  • https://openalex.org/W3013467190
  • https://openalex.org/W3014404492
  • https://openalex.org/W3017384336
  • https://openalex.org/W3023664198
  • https://openalex.org/W3037562458
  • https://openalex.org/W3049661306
  • https://openalex.org/W374717588
  • https://openalex.org/W4210290582
  • https://openalex.org/W4247035664
  • https://openalex.org/W808451516