Omvendt osmose-membraner skal fremstilles i specifikke konfigurationer, før de kan anvendes i vandbehandlingssystemer. På nuværende tidspunkt omfatter hovedmembrankonfigurationerne plade-og-ramme, rørformede, spiralviklede og hule fibertyper. Blandt disse er spiralviklede og hule fiberkonfigurationer de mest almindeligt anvendte i vandbehandlingsapplikationer. For eksempel vedtager YIME RO-membraner en spiralviklet struktur, som er meget udbredt i omvendt osmosesystemer.
Til spiralviklede konfigurationer omfatter almindeligt anvendte membraner celluloseacetat (CA) membraner og tynde-filmkompositmembraner (TFC). Disse membraner samles til membranelementer, som derefter placeres inde i en trykbeholder for at danne et komplet membranmodul.
Membraner, der anvendes til spiralviklede elementer, fremstilles typisk først som flade plademembraner. Strukturen af en celluloseacetatmembran er vist i figur 1. Det øverste lag er et tæt tyndt lag (0,1-1,0 μm), kendt som afsaltningslaget. Under afsaltningslaget er et lidt tykkere porøst støttelag (100-200 μm). Vand kan let passere gennem det tætte lag og strømme ind i det porøse støttelag. Det tætte lag fungerer som den semi-permeable membran, der effektivt forhindrer salte i at passere igennem og opnår afsaltning.
Strukturen af en kompositmembran er vist i figur 2. En kompositmembran består af tre lag: et ultra-tyndt afsaltningslag på toppen, et porøst polysulfon-mellemstøttelag i midten og et polyesterstøttestof i bunden. Fordi polyesterstøttelaget er relativt ujævnt og porøst, kan det ikke direkte understøtte afsaltningslaget. Overfladeporestørrelsen af polysulfonlaget kan kontrolleres til omkring 0,015 μm. Afsaltningslaget har en tykkelse på cirka 0,2 μm. Understøttet af polysulfonlaget kan membranen modstå højere driftstryk og udviser stærk modstand mod mekanisk belastning og kemisk korrosion.
Til hulfibermembrankonfigurationer samles adskillige hule fibre fremstillet af aromatiske polyestermembraner direkte inde i en trykbeholder, der danner den grundlæggende afsaltningsenhed til vandbehandling - membranmodulet.
Uanset om det er en spiralviklet konfiguration eller en hulfiberkonfiguration, skal designet generelt opfylde følgende krav:
- Sørg for tilstrækkelig mekanisk støtte, så membranen kan modstå fødevandets tryk.
- Sørg for, at fødevand, koncentrat og permeat strømmer separat med ensartet fordeling og korrekte strømningsforhold, hvorved koncentrationspolarisering minimeres.
- Tillad, at membranens iboende saltafvisning og vandgennemtrængelighed udnyttes fuldt ud i konfigurationen.
- Maksimer den effektive udnyttelse af membranoverfladearealet.
I det næste afsnit vil vi fokusere på den spiralformede sårkonfiguration, der almindeligvis anvendes i YIME-membraner, og forklare dens struktur samt forskellene mellem forskellige membrantyper.
