Màng thẩm thấu ngược phải được sản xuất theo cấu hình cụ thể trước khi chúng có thể được áp dụng trong hệ thống xử lý nước. Hiện tại, các cấu hình màng chính bao gồm dạng tấm-và-khung, dạng ống, dạng xoắn ốc và dạng sợi rỗng. Trong số này, cấu hình vết thương xoắn ốc và sợi rỗng được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng xử lý nước. Ví dụ, màng YIME RO sử dụng cấu trúc vết thương xoắn ốc, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thẩm thấu ngược.
Đối với cấu hình vết thương xoắn ốc, màng thường được sử dụng bao gồm màng cellulose axetat (CA) và màng tổng hợp màng mỏng (TFC). Những màng này được lắp ráp thành các phần tử màng, sau đó được đặt bên trong bình chịu áp lực để tạo thành một mô-đun màng hoàn chỉnh.
Màng được sử dụng cho các phần tử vết thương xoắn ốc thường được sản xuất đầu tiên dưới dạng màng tấm phẳng. Cấu trúc của màng cellulose axetat được thể hiện trong Hình 1. Lớp trên là lớp mỏng dày đặc (0,1–1,0 μm), được gọi là lớp khử muối. Bên dưới lớp khử muối là lớp hỗ trợ xốp dày hơn một chút (100–200 μm). Nước có thể dễ dàng đi qua lớp dày đặc và chảy vào lớp hỗ trợ xốp. Lớp dày đặc này đóng vai trò là màng bán thấm, ngăn cản muối đi qua một cách hiệu quả và đạt được hiệu quả khử muối.
Cấu trúc của màng hỗn hợp được minh họa trong Hình 2. Màng hỗn hợp bao gồm ba lớp: lớp khử muối siêu mỏng-ở trên cùng, lớp hỗ trợ trung gian polysulfone xốp ở giữa và lớp vải hỗ trợ polyester ở phía dưới. Bởi vì lớp hỗ trợ polyester tương đối không đồng đều và xốp nên nó không thể hỗ trợ trực tiếp cho lớp khử muối. Kích thước lỗ bề mặt của lớp polysulfone có thể được kiểm soát ở khoảng 0,015 μm. Lớp khử muối có độ dày khoảng 0,2 μm. Được hỗ trợ bởi lớp polysulfone, màng có thể chịu được áp suất vận hành cao hơn và có khả năng chống chịu áp lực cơ học và ăn mòn hóa học mạnh mẽ.
Đối với cấu hình màng sợi rỗng, nhiều sợi rỗng làm từ màng polyester thơm được lắp ráp trực tiếp bên trong bình chịu áp lực, tạo thành bộ phận khử muối cơ bản để xử lý nước - mô-đun màng.
Dù là cấu hình vết xoắn ốc hay cấu hình sợi rỗng, thiết kế nhìn chung phải đáp ứng các yêu cầu sau:
- Cung cấp sự hỗ trợ cơ học đầy đủ để màng có thể chịu được áp lực nước cấp.
- Đảm bảo rằng nước cấp, nước cô đặc và nước thẩm thấu chảy riêng biệt, với sự phân bố đồng đều và điều kiện dòng chảy thích hợp, nhờ đó giảm thiểu sự phân cực nồng độ.
- Cho phép tận dụng tối đa khả năng loại bỏ muối và khả năng thấm nước vốn có của màng trong cấu hình.
- Tối đa hóa việc sử dụng hiệu quả diện tích bề mặt màng.
Trong phần tiếp theo, chúng tôi sẽ tập trung vào cấu hình vết thương xoắn ốc thường được sử dụng trong màng YIME và giải thích cấu trúc của nó cũng như sự khác biệt giữa các loại màng khác nhau.
