การกำหนดค่าเมมเบรนคืออะไร – ส่วนที่ 1

เยื่อกรองรีเวิร์สออสโมซิสต้องผลิตขึ้นในรูปแบบเฉพาะก่อนจึงจะสามารถนำไปใช้ในระบบบำบัดน้ำได้ ในปัจจุบัน โครงร่างเมมเบรนหลักประกอบด้วยประเภทแผ่น-และ-โครง ท่อ แผลเป็นเกลียว และประเภทเส้นใยกลวง ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ การกำหนดค่าแผลเป็นเกลียวและเส้นใยกลวงเป็นวิธีที่ใช้กันมากที่สุดในการบำบัดน้ำ ตัวอย่างเช่น เมมเบรน YIME RO ใช้โครงสร้างแผลเป็นเกลียว ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบรีเวอร์สออสโมซิส

สำหรับการกำหนดค่าแผลเป็นเกลียว เมมเบรนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เมมเบรนเซลลูโลสอะซิเตต (CA) และเมมเบรนแบบฟิล์มบาง{0}}คอมโพสิต (TFC) เมมเบรนเหล่านี้จะถูกประกอบเป็นส่วนประกอบของเมมเบรน ซึ่งจากนั้นจะถูกวางไว้ภายในภาชนะรับความดันเพื่อสร้างโมดูลเมมเบรนที่สมบูรณ์

เมมเบรนที่ใช้สำหรับองค์ประกอบแผลเกลียวมักถูกผลิตขึ้นเป็นเมมเบรนแผ่นแบนเป็นครั้งแรก โครงสร้างของเมมเบรนเซลลูโลสอะซิเตตแสดงในรูปที่ 1 ชั้นบนเป็นชั้นบางที่มีความหนาแน่น (0.1–1.0 ไมโครเมตร) หรือที่เรียกว่าชั้นแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ใต้ชั้นกรองน้ำทะเลจะมีชั้นรองรับที่มีรูพรุนหนาขึ้นเล็กน้อย (100–200 μm) น้ำสามารถไหลผ่านชั้นที่มีความหนาแน่นและไหลเข้าสู่ชั้นรองรับที่มีรูพรุนได้อย่างง่ายดาย ชั้นที่หนาแน่นทำหน้าที่เป็นเมมเบรนกึ่ง-ที่ซึมเข้าไปได้ ซึ่งป้องกันไม่ให้เกลือไหลผ่านและแยกเกลือออกจากน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ

โครงสร้างของเมมเบรนคอมโพสิตแสดงอยู่ในรูปที่ 2 เมมเบรนคอมโพสิตประกอบด้วยสามชั้น: ชั้นกลั่นน้ำทะเลบางพิเศษ-ที่ด้านบน ชั้นรองรับโพลีซัลโฟนตรงกลางที่มีรูพรุนอยู่ตรงกลาง และผ้ารองรับโพลีเอสเตอร์ที่ด้านล่าง เนื่องจากชั้นรองรับโพลีเอสเตอร์ค่อนข้างไม่สม่ำเสมอและมีรูพรุน จึงไม่สามารถรองรับชั้นแยกเกลือได้โดยตรง ขนาดรูพรุนบนพื้นผิวของชั้นโพลีซัลโฟนสามารถควบคุมได้ที่ประมาณ 0.015 ไมโครเมตร ชั้นกลั่นน้ำทะเลมีความหนาประมาณ 0.2 μm เมมเบรนรองรับโดยชั้นโพลีซัลโฟน จึงสามารถทนทานต่อแรงกดดันในการทำงานที่สูงขึ้น และทนทานต่อความเค้นเชิงกลและการกัดกร่อนของสารเคมีได้ดี

สำหรับการกำหนดค่าเมมเบรนเส้นใยกลวง เส้นใยกลวงจำนวนมากที่ทำจากเมมเบรนโพลีเอสเตอร์อะโรมาติกจะถูกประกอบโดยตรงภายในภาชนะรับความดัน กลายเป็นหน่วยแยกเกลือขั้นพื้นฐานสำหรับการบำบัดน้ำ - โมดูลเมมเบรน

ไม่ว่าจะเป็นโครงร่างแบบเกลียวหรือแบบเส้นใยกลวง โดยทั่วไปการออกแบบจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

1. ให้การสนับสนุนทางกลที่เพียงพอเพื่อให้เมมเบรนสามารถทนต่อแรงดันน้ำป้อนได้
2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าน้ำป้อน สารเข้มข้น และน้ำซึมไหลแยกกัน โดยมีการกระจายสม่ำเสมอและสภาพการไหลที่เหมาะสม ซึ่งจะช่วยลดโพลาไรเซชันของความเข้มข้นได้
3. ปล่อยให้การปฏิเสธเกลือโดยธรรมชาติของเมมเบรนและการซึมผ่านของน้ำถูกนำมาใช้อย่างเต็มที่ภายในการกำหนดค่า
4. เพิ่มการใช้พื้นที่ผิวเมมเบรนให้เกิดประโยชน์สูงสุด

ในหัวข้อถัดไป เราจะเน้นที่การกำหนดค่าแผลเป็นเกลียวที่ใช้กันทั่วไปในเยื่อ YIME และอธิบายโครงสร้างตลอดจนความแตกต่างระหว่างเมมเบรนประเภทต่างๆ