Membrany odwróconej osmozy muszą zostać wyprodukowane w określonych konfiguracjach, zanim będą mogły zostać zastosowane w systemach uzdatniania wody. Obecnie główne konfiguracje membran obejmują membrany płytowe-i-ramowe, rurowe, spiralnie zwijane i z włóknami pustymi w środku. Wśród nich najczęściej stosowane w uzdatnianiu wody są konfiguracje włókien spiralnych i pustych w środku. Na przykład membrany YIME RO przyjmują strukturę zwiniętą spiralnie, która jest szeroko stosowana w systemach odwróconej osmozy.
W przypadku konfiguracji zwijanych spiralnie powszechnie stosowane membrany obejmują membrany z octanu celulozy (CA) i membrany z cienkiej-kompozytowej folii (TFC). Membrany te są łączone w elementy membranowe, które następnie umieszcza się w naczyniu ciśnieniowym, tworząc kompletny moduł membranowy.
Membrany stosowane do elementów zwijanych spiralnie są zazwyczaj najpierw produkowane jako membrany płaskie. Strukturę membrany z octanu celulozy pokazano na rysunku 1. Górna warstwa to gęsta, cienka warstwa (0,1–1,0 μm), zwana warstwą odsalania. Pod warstwą odsalania znajduje się nieco grubsza porowata warstwa nośna (100–200 μm). Woda może łatwo przedostać się przez gęstą warstwę i wpłynąć do porowatej warstwy nośnej. Gęsta warstwa działa jak pół-membrana, skutecznie zapobiegając przedostawaniu się soli i odsalaniu.
Strukturę membrany kompozytowej pokazano na rysunku 2. Membrana kompozytowa składa się z trzech warstw:-ultracienkiej warstwy odsalania na górze, pośredniej warstwy nośnej z porowatego polisulfonu pośrodku i poliestrowej tkaniny nośnej na dole. Ponieważ poliestrowa warstwa nośna jest stosunkowo nierówna i porowata, nie może bezpośrednio podtrzymywać warstwy odsalania. Wielkość porów powierzchniowych warstwy polisulfonu można regulować na poziomie około 0,015 µm. Warstwa odsalająca ma grubość około 0,2 µm. Membrana, wzmocniona warstwą polisulfonu, wytrzymuje wyższe ciśnienia robocze i wykazuje dużą odporność na naprężenia mechaniczne i korozję chemiczną.
W przypadku konfiguracji membran z włóknami pustymi wiele pustych włókien wykonanych z membran z aromatycznych poliestrów jest montowanych bezpośrednio wewnątrz zbiornika ciśnieniowego, tworząc podstawową jednostkę odsalania do uzdatniania wody - moduł membranowy.
Niezależnie od tego, czy jest to konfiguracja zwinięta spiralnie, czy konfiguracja z pustymi włóknami, konstrukcja musi zasadniczo spełniać następujące wymagania:
- Zapewnić odpowiednie podparcie mechaniczne, aby membrana wytrzymała ciśnienie wody zasilającej.
- Należy upewnić się, że woda zasilająca, koncentrat i permeat przepływają oddzielnie, z równomierną dystrybucją i właściwymi warunkami przepływu, minimalizując w ten sposób polaryzację stężeń.
- Pozwól, aby w konfiguracji w pełni wykorzystano zdolność membrany do odrzucania soli i przepuszczalności wody.
- Maksymalizuj efektywne wykorzystanie powierzchni membrany.
W następnej części skupimy się na konfiguracji spiralnie zwiniętej powszechnie stosowanej w membranach YIME i wyjaśnimy jej strukturę, a także różnice między różnymi typami membran.
