Membranele de osmoză inversă trebuie fabricate în configurații specifice înainte de a putea fi aplicate în sistemele de tratare a apei. În prezent, principalele configurații ale membranei includ tipuri de plăci-și-cadru, tubulare, spiralate și fibre goale. Dintre acestea, configurațiile spiralate și cu fibre goale sunt cele mai frecvent utilizate în aplicațiile de tratare a apei. De exemplu, membranele YIME RO adoptă o structură spiralată, care este utilizată pe scară largă în sistemele de osmoză inversă.
Pentru configurațiile spiralate, membranele utilizate în mod obișnuit includ membrane de acetat de celuloză (CA) și membrane compozite cu film subțire-(TFC). Aceste membrane sunt asamblate în elemente de membrană, care sunt apoi plasate în interiorul unui vas sub presiune pentru a forma un modul complet de membrană.
Membranele utilizate pentru elementele înfăşurate în spirală sunt de obicei fabricate mai întâi sub formă de membrane plate. Structura unei membrane de acetat de celuloză este prezentată în figura 1. Stratul superior este un strat subțire dens (0,1–1,0 μm), cunoscut sub numele de strat de desalinizare. Sub stratul de desalinizare se află un strat suport poros puțin mai gros (100–200 μm). Apa poate trece cu ușurință prin stratul dens și poate curge în stratul suport poros. Stratul dens acționează ca membrană semi-permeabilă, împiedicând eficient trecerea sărurilor și realizând desalinizarea.
Structura unei membrane compozite este prezentată în Figura 2. O membrană compozită constă din trei straturi: un strat de desalinizare ultra-subțire în partea de sus, un strat suport intermediar de polisulfonă poroasă în mijloc și o țesătură suport din poliester în partea de jos. Deoarece stratul suport din poliester este relativ neuniform și poros, nu poate susține direct stratul de desalinizare. Dimensiunea porilor de suprafață a stratului de polisulfonă poate fi controlată la aproximativ 0,015 μm. Stratul de desalinizare are o grosime de aproximativ 0,2 μm. Susținută de stratul de polisulfonă, membrana poate rezista la presiuni de funcționare mai mari și prezintă o rezistență puternică la stres mecanic și coroziune chimică.
Pentru configurațiile cu membrane cu fibre goale, numeroase fibre goale realizate din membrane de poliester aromatic sunt asamblate direct în interiorul unui vas sub presiune, formând unitatea de bază de desalinizare pentru tratarea apei - modulul de membrană.
Indiferent dacă este o configurație înfășurată în spirală sau o configurație cu fibre goale, designul trebuie, în general, să îndeplinească următoarele cerințe:
- Asigurați un suport mecanic adecvat, astfel încât membrana să poată rezista la presiunea apei de alimentare.
- Asigurați-vă că apa de alimentare, concentratul și permeatul curg separat, cu o distribuție uniformă și condiții de curgere adecvate, minimizând astfel polarizarea concentrației.
- Permiteți respingerea inerentă de sare a membranei și permeabilitatea apei să fie utilizate pe deplin în configurație.
- Maximizați utilizarea eficientă a suprafeței membranei.
În secțiunea următoare, ne vom concentra asupra configurației plăgii spiralate utilizate în mod obișnuit în membranele YIME și vom explica structura acesteia, precum și diferențele dintre diferitele tipuri de membrane.
