NOVEL CONFIGURATION OF INTEGRATED FORWARD OSMOSIS-REVERSE OSMOSIS SYSTEM. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF ME610_Thesis Report_MohammedAlbaiti_201374710.pdf Restricted to Repository staff only until 11 January 2025. Download (1MB)

Arabic Abstract

في الوقت الحالي، يتزايد الطلب على المياه النظيفة بوتيرة سريعة نتيجة للنمو السكاني والأنشطة الصناعية والبشرية. تعمل تقنيات تحلية المياه على مستوى عالمي منذ عقود لتلبية الطلب على المياه النظيفة خاصة في المناطق التي تعاني من نقص المياه. في الآونة الأخيرة، أصبحت تكنولوجيا التناضح الأمامي تحظى بمزيد من الاهتمام بسبب أدائها الفعّال فيما يتعلق باستهلاك الطاقة. حيث يمكن أن يعمل هذا النظام كوحدة مستقلة، مما يظهر فعالية عالية في استهلاك الطاقة، إذ إنه لا يتطلب ضغط هيدروليكي عالي لتشغيله. ومع ذلك، يتطلب نظام التناضح الأمامي نظام تجديد آخر لتحقيق هدف تحلية المياه مثل عملية التناضح العكسي. في هذه الدراسة البحثية، تم دمج نظام التناضح الأمامي مع نظام التناضح العكسي لتكوين نظام متكامل. تم اقتراح هذا النظام الجديد بحيث يتم دمج عدة وحدات من عملية التناضح الأمامي مع وحدة تناضح عكسي واحدة. حيث تم تطوير نموذج حسابي باستخدام برنامج تحليل المعادلات الهندسية (EES) للنظام كاملا. وتم التحقق من صحة وكفاءة النموذج بالمقارنة مع الأبحاث السابقة المنجزة لكل من النظامين. تكمن أهمية هذه الدراسة البحثية في استكشاف استخدام وحدات متعددة من تقنية التناضح الأمامي مع تقنية واحدة من التناضح العكسي وتقييم فعالية أداء تدفق المياه واستهلاك الطاقة بالإضافة إلى الجدوى الاقتصادية. كُونت ستة أنظمة مختلفة واُختبرت كفاءتها عند معدلات تدفق مختلفة. واُستخدمت تراكيز محلول السحب ومحلول التغذية بما يعادل ٤٢٠٠٠ جزء في المليون و١٠٠٠٠ جزء في المليون، على التوالي. وتم إضافة جهاز استرداد الطاقة لتقليل استهلاك الطاقة الخاص بالنظام باستخدام الضغط العالي الناتج من وحدة التناضح العكسي وإعادة ربطة مع معدل تدفق المغذي الناتج من وحدة التناضح الأمامي وإدخاله إلى وحدة التناضح العكسي. أظهرت الأنظمة أداءًا جيداً من حيث إنتاج المياه واستهلاك الطاقة، بالإضافة إلى الجدوى الاقتصادية

English Abstract

Nowadays, the demand of the clean water is rapidly increasing due to population growth, industrials activities, human activities, etc. The desalination processes are globally being operating for decades to occupy the demand of clean water especially in regions with scarcity of clean water. Recently a FO technology has gained more attention for its high effective performance in term of energy consumption. FO can be operated as a standalone system which shows high energy consumption effectiveness, since it does not require high pressure input to run the system. However, FO requires a regeneration system to conduct the goal of desalination such as RO. In this research study, FO system is integrated with RO system to examine a proposed FO-RO configuration system. This new configuration system is proposed so that couple of FO units with one RO unit are integrated. A computational model is developed using an EES (Engineering Equation Solver) program for FO and RO systems and such that the model is verified against previous work done for both systems. The importance of this research is to explore the utilization of multi-FO units with RO unit and assess the effectiveness of water flux performance and specific energy consumption along with economic feasibility. Six different scenarios are examined at various draw flow rates. The concentration of draw solution and feed solution are considered as Arabian gulf sea of 42,000 ppm and brackish water of 10,000 ppm, respectively. An energy recovery device was incorporated to minimize the SEC by utilizing the high pressure outputted RO unit and rechanges with feed flow rate resulted from FO unit and enters RO unit. Systems showed a potential performance in terms of water productivity and specific energy consumption, in addition to an economic feasibility.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	Antar, Mohammed
Committee Members:	Zahid, Umer and Qureshi, Bilal and Alshehri, Ali and Lawal, Dahiru
Depositing User:	MOHAMMED AL BAITI (g201374710)
Date Deposited:	14 Jan 2024 06:56
Last Modified:	14 Jan 2024 06:56
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142779