A fordított ozmózisos membránokat meghatározott konfigurációkra kell gyártani, mielőtt vízkezelő rendszerekben alkalmaznák őket. Jelenleg a fő membránkonfigurációk közé tartoznak a lemezes-és-vázas, csőszerű, spirális tekercses és üreges szálas típusok. Ezek közül a spirális tekercses és az üreges szálas konfigurációkat használják leggyakrabban a vízkezelési alkalmazásokban. Például a YIME RO membránok spirális tekercses szerkezetet alkalmaznak, amelyet széles körben használnak a fordított ozmózisos rendszerekben.
A spirális sebkonfigurációkhoz az általánosan használt membránok közé tartoznak a cellulóz-acetát (CA) membránok és a vékony -film kompozit (TFC) membránok. Ezeket a membránokat membránelemekké állítják össze, amelyeket azután egy nyomástartó edénybe helyeznek, hogy egy teljes membránmodult alkossanak.
A spirális tekercselemekhez használt membránokat általában először lapos lemezmembránként gyártják. A cellulóz-acetát membrán szerkezetét az 1. ábra mutatja. A felső réteg egy sűrű vékony réteg (0,1–1,0 μm), az úgynevezett sótalanító réteg. A sótalanító réteg alatt valamivel vastagabb porózus hordozóréteg található (100-200 μm). A víz könnyen áthatol a sűrű rétegen, és beáramlik a porózus hordozórétegbe. A sűrű réteg félig{9}}áteresztő membránként működik, hatékonyan megakadályozva a sók átjutását és a sótalanítást.
A kompozit membrán szerkezete a 2. ábrán látható. Egy kompozit membrán három rétegből áll: egy ultravékony sótalanító rétegből a tetején, egy porózus poliszulfon közbenső hordozórétegből a közepén és egy poliészter hordozószövetből az alján. Mivel a poliészter hordozóréteg viszonylag egyenetlen és porózus, nem tudja közvetlenül alátámasztani a sótalanító réteget. A poliszulfonréteg felületi pórusmérete körülbelül 0,015 μm-re szabályozható. A sótalanító réteg vastagsága körülbelül 0,2 μm. A poliszulfon rétegnek köszönhetően a membrán ellenáll a nagyobb üzemi nyomásoknak, és erősen ellenáll a mechanikai igénybevételnek és a kémiai korróziónak.
Az üreges szálas membrán konfigurációknál számos aromás poliészter membránból készült üreges szálat közvetlenül egy nyomástartó edénybe szerelnek össze, amelyek a vízkezelés alapvető sótalanító egységét alkotják - a membránmodult.
Akár spirálisan tekercselt konfigurációról, akár üreges szálas konfigurációról van szó, a kialakításnak általában meg kell felelnie a következő követelményeknek:
- Biztosítson megfelelő mechanikai támasztékot, hogy a membrán ellenálljon a tápvíz nyomásának.
- Gondoskodjon arról, hogy a tápvíz, a koncentrátum és a permeátum külön folyjon, egyenletes eloszlás és megfelelő áramlási feltételek mellett, ezáltal minimalizálva a koncentráció polarizációját.
- Engedje meg, hogy a membránban rejlő sólezárás és vízáteresztő képesség teljes mértékben kiaknázható legyen a konfiguráción belül.
- Maximalizálja a membrán felületének hatékony kihasználását.
A következő részben a YIME membránokban általánosan használt spirális tekercs konfigurációra fogunk összpontosítani, és elmagyarázzuk annak szerkezetét, valamint a különböző membrántípusok közötti különbségeket.
