As membranas de osmose reversa devem ser fabricadas em configurações específicas antes de serem aplicadas em sistemas de tratamento de água. Atualmente, as principais configurações de membrana incluem tipos de placa-e{2}}estrutura, tubular, enrolada em espiral e fibra oca. Entre estas, as configurações de fibras ocas e enroladas em espiral são as mais comumente utilizadas em aplicações de tratamento de água. Por exemplo, as membranas YIME RO adotam uma estrutura enrolada em espiral, que é amplamente utilizada em sistemas de osmose reversa.
Para configurações enroladas em espiral, as membranas comumente usadas incluem membranas de acetato de celulose (CA) e membranas-compostas de filme fino (TFC). Estas membranas são montadas em elementos de membrana, que são então colocados dentro de um recipiente de pressão para formar um módulo de membrana completo.
As membranas usadas para elementos enrolados em espiral são normalmente fabricadas primeiro como membranas de folha plana. A estrutura de uma membrana de acetato de celulose é mostrada na Figura 1. A camada superior é uma camada fina e densa (0,1–1,0 μm), conhecida como camada de dessalinização. Abaixo da camada de dessalinização há uma camada de suporte porosa ligeiramente mais espessa (100–200 μm). A água pode facilmente passar através da camada densa e fluir para a camada de suporte porosa. A camada densa atua como uma membrana semi{9}}permeável, impedindo efetivamente a passagem de sais e alcançando a dessalinização.
A estrutura de uma membrana composta é mostrada na Figura 2. Uma membrana composta consiste em três camadas: uma camada de dessalinização ultra-fina na parte superior, uma camada de suporte intermediária de polissulfona porosa no meio e um tecido de suporte de poliéster na parte inferior. Dado que a camada de suporte de poliéster é relativamente irregular e porosa, não pode suportar directamente a camada de dessalinização. O tamanho dos poros superficiais da camada de polissulfona pode ser controlado em cerca de 0,015 μm. A camada de dessalinização tem uma espessura de aproximadamente 0,2 μm. Apoiada pela camada de polissulfona, a membrana pode suportar pressões operacionais mais altas e apresenta forte resistência ao estresse mecânico e à corrosão química.
Para configurações de membrana de fibra oca, numerosas fibras ocas feitas de membranas de poliéster aromático são montadas diretamente dentro de um vaso de pressão, formando a unidade básica de dessalinização para tratamento de água - o módulo de membrana.
Quer se trate de uma configuração enrolada em espiral ou de fibra oca, o projeto geralmente deve atender aos seguintes requisitos:
- Forneça suporte mecânico adequado para que a membrana possa suportar a pressão da água de alimentação.
- Certifique-se de que a água de alimentação, o concentrado e o permeado fluam separadamente, com distribuição uniforme e condições de fluxo adequadas, minimizando assim a polarização da concentração.
- Permita que a rejeição inerente ao sal e a permeabilidade à água da membrana sejam totalmente utilizadas dentro da configuração.
- Maximize a utilização eficaz da área de superfície da membrana.
Na próxima seção, focaremos na configuração espiral comumente usada nas membranas YIME e explicaremos sua estrutura, bem como as diferenças entre os vários tipos de membrana.
