Membran reverse osmosis harus dibuat dengan konfigurasi tertentu sebelum dapat diterapkan dalam sistem pengolahan air. Saat ini, konfigurasi membran utama mencakup jenis pelat-dan-bingkai, tubular, spiral, dan serat berongga. Diantaranya, konfigurasi luka spiral dan serat berongga adalah yang paling umum digunakan dalam aplikasi pengolahan air. Misalnya, membran YIME RO mengadopsi struktur luka spiral, yang banyak digunakan dalam sistem osmosis balik.
Untuk konfigurasi luka spiral, membran yang umum digunakan mencakup membran selulosa asetat (CA) dan membran komposit film tipis (TFC). Membran ini dirangkai menjadi elemen membran, yang kemudian ditempatkan di dalam bejana bertekanan untuk membentuk modul membran lengkap.
Membran yang digunakan untuk elemen luka spiral biasanya pertama kali diproduksi sebagai membran lembaran datar. Struktur membran selulosa asetat ditunjukkan pada Gambar 1. Lapisan atas merupakan lapisan tipis padat (0,1–1,0 μm), yang dikenal sebagai lapisan desalinasi. Di bawah lapisan desalinasi terdapat lapisan pendukung berpori yang sedikit lebih tebal (100–200 μm). Air dapat dengan mudah melewati lapisan padat dan mengalir ke lapisan pendukung berpori. Lapisan padat tersebut bertindak sebagai membran semi-permeabel, yang secara efektif mencegah garam melewatinya dan mencapai desalinasi.
Struktur membran komposit ditunjukkan pada Gambar 2. Membran komposit terdiri dari tiga lapisan: lapisan desalinasi ultra tipis di bagian atas, lapisan pendukung antara polisulfon berpori di tengah, dan kain pendukung poliester di bagian bawah. Karena lapisan penyangga poliester relatif tidak rata dan berpori, lapisan tersebut tidak dapat menopang lapisan desalinasi secara langsung. Ukuran pori permukaan lapisan polisulfon dapat dikontrol sekitar 0,015 μm. Lapisan desalinasi memiliki ketebalan sekitar 0,2 μm. Didukung oleh lapisan polisulfon, membran dapat menahan tekanan pengoperasian yang lebih tinggi dan menunjukkan ketahanan yang kuat terhadap tekanan mekanis dan korosi kimia.
Untuk konfigurasi membran serat berongga, banyak serat berongga yang terbuat dari membran poliester aromatik dirakit langsung di dalam bejana bertekanan, membentuk unit desalinasi dasar untuk pengolahan air - modul membran.
Baik itu konfigurasi luka spiral atau konfigurasi serat berongga, desainnya secara umum harus memenuhi persyaratan berikut:
- Berikan dukungan mekanis yang memadai sehingga membran dapat menahan tekanan air umpan.
- Pastikan air umpan, konsentrat, dan permeat mengalir secara terpisah, dengan distribusi seragam dan kondisi aliran yang tepat, sehingga meminimalkan polarisasi konsentrasi.
- Biarkan penolakan garam yang melekat pada membran dan permeabilitas air dimanfaatkan sepenuhnya dalam konfigurasi.
- Memaksimalkan pemanfaatan efektif luas permukaan membran.
Pada bagian selanjutnya, kita akan fokus pada konfigurasi luka spiral yang biasa digunakan pada membran YIME, dan menjelaskan strukturnya serta perbedaan antara berbagai jenis membran.
