Мембраните за обратна осмоза трябва да бъдат произведени в специфични конфигурации, преди да могат да се прилагат в системи за пречистване на вода. Понастоящем основните мембранни конфигурации включват плоча-и-рамка, тръбни, спирално навити и типове кухи влакна. Сред тях спирално навитите и конфигурациите с кухи влакна са най-често използвани в приложенията за пречистване на вода. Например, мембраните YIME RO приемат спираловидна структура, която се използва широко в системите за обратна осмоза.
За конфигурации със спирални навивки често използваните мембрани включват мембрани от целулозен ацетат (CA) и мембрани от тънко-композитен филм (TFC). Тези мембрани се сглобяват в мембранни елементи, които след това се поставят в съд под налягане, за да образуват пълен мембранен модул.
Мембраните, използвани за спирално навити елементи, обикновено първо се произвеждат като плоски листови мембрани. Структурата на целулозна ацетатна мембрана е показана на Фигура 1. Горният слой е плътен тънък слой (0,1–1,0 μm), известен като обезсоляващ слой. Под слоя за обезсоляване има малко по-дебел порест поддържащ слой (100–200 μm). Водата може лесно да премине през плътния слой и да се влее в порестия поддържащ слой. Плътният слой действа като полу-пропусклива мембрана, като ефективно предотвратява преминаването на соли и постига обезсоляване.
Структурата на композитната мембрана е показана на Фигура 2. Композитната мембрана се състои от три слоя: ултра{1}}тънък обезсоляващ слой отгоре, междинен поддържащ слой от порест полисулфон в средата и полиестерна поддържаща тъкан в долната част. Тъй като полиестерният поддържащ слой е сравнително неравен и порест, той не може директно да поддържа слоя за обезсоляване. Размерът на повърхностните пори на полисулфоновия слой може да се контролира на около 0,015 μm. Обезсоляващият слой е с дебелина приблизително 0,2 μm. Поддържана от полисулфоновия слой, мембраната може да издържи на по-високи работни налягания и проявява силна устойчивост на механичен стрес и химическа корозия.
За конфигурации на мембрани с кухи влакна многобройни кухи влакна, направени от ароматни полиестерни мембрани, се сглобяват директно в съд под налягане, образувайки основния обезсоляващ модул за пречистване на водата - мембранния модул.
Независимо дали става дума за конфигурация със спирална намотка или конфигурация с кухи влакна, дизайнът трябва като цяло да отговаря на следните изисквания:
- Осигурете подходяща механична опора, така че мембраната да издържи на налягането на захранващата вода.
- Уверете се, че захранващата вода, концентратът и пермеатът протичат отделно, с равномерно разпределение и правилни условия на потока, като по този начин минимизирате поляризацията на концентрацията.
- Позволете присъщото на мембраната отхвърляне на солта и водопропускливостта да бъдат напълно използвани в рамките на конфигурацията.
- Увеличете максимално ефективното използване на повърхността на мембраната.
В следващия раздел ще се съсредоточим върху спираловидната навита конфигурация, която обикновено се използва в мембраните YIME, и ще обясним нейната структура, както и разликите между различните типове мембрани.
