Οι μεμβράνες αντίστροφης όσμωσης πρέπει να κατασκευάζονται σε συγκεκριμένες διαμορφώσεις για να μπορούν να εφαρμοστούν σε συστήματα επεξεργασίας νερού. Προς το παρόν, οι κύριες διαμορφώσεις μεμβράνης περιλαμβάνουν τύπους πλάκας-και-πλαισίου, σωληνωτού, σπειροειδούς τραύματος και κοίλων ινών. Μεταξύ αυτών, οι διαμορφώσεις σπειροειδούς πληγής και κοίλων ινών είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες σε εφαρμογές επεξεργασίας νερού. Για παράδειγμα, οι μεμβράνες YIME RO υιοθετούν μια δομή σπειροειδούς πληγής, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως σε συστήματα αντίστροφης όσμωσης.
Για διαμορφώσεις σπειροειδούς τραύματος, οι συνήθως χρησιμοποιούμενες μεμβράνες περιλαμβάνουν μεμβράνες οξικής κυτταρίνης (CA) και μεμβράνες λεπτής-σύνθετης μεμβράνης (TFC). Αυτές οι μεμβράνες συναρμολογούνται σε στοιχεία μεμβράνης, τα οποία στη συνέχεια τοποθετούνται μέσα σε ένα δοχείο πίεσης για να σχηματίσουν μια πλήρη μονάδα μεμβράνης.
Οι μεμβράνες που χρησιμοποιούνται για στοιχεία σπειροειδούς τραύματος συνήθως κατασκευάζονται αρχικά ως μεμβράνες επίπεδων φύλλων. Η δομή μιας μεμβράνης οξικής κυτταρίνης φαίνεται στο Σχήμα 1. Το ανώτερο στρώμα είναι ένα πυκνό λεπτό στρώμα (0,1–1,0 μm), γνωστό ως στρώμα αφαλάτωσης. Κάτω από το στρώμα αφαλάτωσης υπάρχει ένα ελαφρώς παχύτερο πορώδες στρώμα στήριξης (100–200 μm). Το νερό μπορεί εύκολα να περάσει μέσα από το πυκνό στρώμα και να ρέει στο πορώδες στρώμα στήριξης. Το πυκνό στρώμα λειτουργεί ως ημι-μεμβράνη, αποτρέποντας αποτελεσματικά τη διέλευση αλάτων και την αφαλάτωση.
Η δομή μιας σύνθετης μεμβράνης φαίνεται στο σχήμα 2. Μια σύνθετη μεμβράνη αποτελείται από τρία στρώματα: ένα εξαιρετικά λεπτό στρώμα αφαλάτωσης στο επάνω μέρος, ένα ενδιάμεσο στρώμα στήριξης από πορώδη πολυσουλφόνη στη μέση και ένα ύφασμα στήριξης από πολυεστέρα στο κάτω μέρος. Επειδή το στρώμα στήριξης πολυεστέρα είναι σχετικά ανώμαλο και πορώδες, δεν μπορεί να υποστηρίξει άμεσα το στρώμα αφαλάτωσης. Το μέγεθος των επιφανειακών πόρων του στρώματος πολυσουλφόνης μπορεί να ελεγχθεί σε περίπου 0,015 μm. Το στρώμα αφαλάτωσης έχει πάχος περίπου 0,2 μm. Υποστηριζόμενη από το στρώμα πολυσουλφόνης, η μεμβράνη μπορεί να αντέξει υψηλότερες πιέσεις λειτουργίας και παρουσιάζει ισχυρή αντοχή στη μηχανική καταπόνηση και τη χημική διάβρωση.
Για διαμορφώσεις μεμβράνης κοίλων ινών, πολλές κοίλες ίνες που κατασκευάζονται από μεμβράνες αρωματικού πολυεστέρα συναρμολογούνται απευθείας μέσα σε ένα δοχείο πίεσης, σχηματίζοντας τη βασική μονάδα αφαλάτωσης για την επεξεργασία νερού - τη μονάδα μεμβράνης.
Είτε πρόκειται για διαμόρφωση σπειροειδούς περιέλιξης είτε για διαμόρφωση κοίλων ινών, το σχέδιο πρέπει γενικά να πληροί τις ακόλουθες απαιτήσεις:
- Παρέχετε επαρκή μηχανική υποστήριξη ώστε η μεμβράνη να μπορεί να αντέξει την πίεση του νερού τροφοδοσίας.
- Βεβαιωθείτε ότι το νερό τροφοδοσίας, το συμπύκνωμα και το διαπέρασμα ρέουν χωριστά, με ομοιόμορφη κατανομή και κατάλληλες συνθήκες ροής, ελαχιστοποιώντας έτσι την πόλωση της συγκέντρωσης.
- Αφήστε την εγγενή απόρριψη άλατος και τη διαπερατότητα του νερού της μεμβράνης να χρησιμοποιηθούν πλήρως στη διαμόρφωση.
- Μεγιστοποιήστε την αποτελεσματική χρήση της επιφάνειας της μεμβράνης.
Στην επόμενη ενότητα, θα επικεντρωθούμε στη διαμόρφωση του σπειροειδούς τραύματος που χρησιμοποιείται συνήθως στις μεμβράνες YIME και θα εξηγήσουμε τη δομή του καθώς και τις διαφορές μεταξύ των διαφόρων τύπων μεμβρανών.
