Omvendt osmose-membraner må produseres i spesifikke konfigurasjoner før de kan brukes i vannbehandlingssystemer. For tiden inkluderer hovedmembrankonfigurasjonene plate-og-ramme, rørformede, spiralviklede og hule fibertyper. Blant disse er spiralviklede og hule fiberkonfigurasjoner de mest brukte i vannbehandlingsapplikasjoner. For eksempel vedtar YIME RO-membraner en spiralsårstruktur, som er mye brukt i omvendt osmosesystemer.
For spiralsårkonfigurasjoner inkluderer vanlige membraner celluloseacetat-membraner (CA) og tynne-filmkomposittmembraner (TFC). Disse membranene settes sammen til membranelementer, som deretter plasseres inne i en trykkbeholder for å danne en komplett membranmodul.
Membraner som brukes til spiralviklede elementer blir vanligvis først produsert som flate arkmembraner. Strukturen til en celluloseacetatmembran er vist i figur 1. Det øvre laget er et tett tynt lag (0,1–1,0 μm), kjent som avsaltingslaget. Under avsaltingslaget ligger et litt tykkere porøst bærelag (100–200 μm). Vann kan lett passere gjennom det tette laget og strømme inn i det porøse støttelaget. Det tette laget fungerer som den semi-permeable membranen, og forhindrer effektivt salter i å passere gjennom og oppnår avsalting.
Strukturen til en komposittmembran er vist i figur 2. En komposittmembran består av tre lag: et ultra-tynt avsaltingslag på toppen, et porøst polysulfon-mellomstøttelag i midten og et polyesterbærestoff nederst. Fordi polyesterstøttelaget er relativt ujevnt og porøst, kan det ikke direkte støtte avsaltningslaget. Overflateporestørrelsen til polysulfonlaget kan kontrolleres til ca. 0,015 μm. Avsaltningslaget har en tykkelse på ca. 0,2 μm. Støttet av polysulfonlaget, tåler membranen høyere driftstrykk og utviser sterk motstand mot mekanisk påkjenning og kjemisk korrosjon.
For hulfibermembrankonfigurasjoner, er mange hule fibre laget av aromatiske polyestermembraner satt sammen direkte inne i en trykkbeholder, og danner den grunnleggende avsaltingsenheten for vannbehandling - membranmodulen.
Enten det er en spiralviklet konfigurasjon eller en hulfiberkonfigurasjon, må designet generelt oppfylle følgende krav:
- Sørg for tilstrekkelig mekanisk støtte slik at membranen tåler matevanntrykket.
- Sørg for at matevann, konsentrat og permeat strømmer separat, med jevn fordeling og riktige strømningsforhold, og minimerer dermed konsentrasjonspolarisering.
- La membranens iboende saltavvisning og vannpermeabilitet utnyttes fullt ut innenfor konfigurasjonen.
- Maksimer effektiv utnyttelse av membranens overflateareal.
I neste avsnitt vil vi fokusere på spiralsårkonfigurasjonen som vanligvis brukes i YIME-membraner, og forklare dens struktur så vel som forskjellene mellom ulike membrantyper.
