From Visualization to Mechanism: Uncovering Early Fouling Dynamics in Nanofiltration through LIF Experiments
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Le résumé fourni par la source
Early fouling in nanofiltration membranes critically impacts long-term performance and operational efficiency, yet its dynamic evolution remains poorly understood due to limitations in real-time characterization. This study employs laser-induced fluorescence (LIF) technology to visualize and quantify the spatiotemporal development of early fouling during the initial 120 min of filtration. Combined with discrete phase model (DPM) simulations, the work reveals how cross-flow velocity and transmembrane pressure modulate early fouling behavior. Higher velocity (10 mL/s) significantly mitigated foulant accumulation, stabilizing the surface concentration at 28.9 ± 0.22 mg/L and reducing the fouling layer thickness to 5.8 ± 0.76 μm. In contrast, low velocity (0.1 mL/min) and high pressure (5 bar) promoted rapid accumulation, with local concentrations exceeding 250 mg/L within 3 min. Flux derivative analysis, supported by LIF imaging, captured the transition from intermediate blocking to cake-like deposition under varying conditions. DPM simulations highlighted Saffman lift and permeation drag as the dominant forces governing particle transport. This integrated experimental-computational framework offers new insights into the mechanisms of early fouling, offering a foundation for optimizing nanofiltration systems to enhance fouling control and operational efficiency in water treatment applications.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- From Visualization to Mechanism: Uncovering Early Fouling Dynamics in Nanofiltration through LIF Experiments
- Date Crossref
- 27/08/2025
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Office of Electricity Delivery and Energy Reliability pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Harbin Institute of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University Town of Shenzhen pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tsinghua–Berkeley Shenzhen Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Tsinghua Shenzhen International Graduate School pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Hong Kong Environmental Engineering Research Centre pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tsinghua University Institute of Environment and Ecology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Energy and Electricity Research Center pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Jinan University Energy and Electricity Research Center pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Ecological Environment State Key Laboratory of Urban-Rural Water Resource and Environment pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Environmental Engineering Research Centre pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institute of Environment and Ecology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Office of Electricity Delivery and Energy Reliability, Harbin Institute of Technology et University Town of Shenzhen, avec 9 autres affiliations.
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