2. Аппараты с рулонными мембранными элементами

Сегодня элементы и модули рулонного типа имеют подавляющий спрос на рынке, а для обратного осмоса других предложений просто нет. Объясняется это весьма удачными конструктивными решениями: корпус аппарата имеет трубчатую форму небольшого диаметра (до 200 мм), что позволяет изготавливать их из тонкого материала (металл или стеклопластик); плотность упаковки мембран – до 1000 м²/м³; освоено целиком механизированное производство модулей.

Чтобы понять устройство рулонного мембранного элемента, рассмотрим рисунок 5.7, где представлена принципиальная схема.

Если из двух листов полупроницаемой мембраны склеить мешок, т.е. герметизировать его по трем сторонам периметра, внутри мешка разместить лист гибкого дренажного материала, а открытую сторону мешка обхватом приклеить к перфорированной трубке, мы получим заготовку мембранного элемента.

Рис. 5.6. Аппарат мембранный динамического типа:

1 – корпус; 2 – мембранный элемент; 3 – дисковый турбулизатор;

4 – кольцевая прокладка; 5 – стягивающая шпилька; 6 – верхний фланец

Рис.5.7. Принципиальная конструктивная схема рулонного мембранного элемента:

1 – мембрана; 2 – дренаж; 3 – зона склейки; 4 – пермеатотводящая трубка

Если теперь приклеенный к трубке пакет свернуть рулоном вокруг трубки, мы получим готовое изделие. Необходимо только на поверхность одной мембраны уложить разделительную сетку – турбулизатор, которая предотвратит при сворачивании слипание мембран между собой. Такая конструкция изображена на рисунке 5.8.

Рис. 5.8. Мембранный рулонный модуль

При заводском изготовлении на одну трубку наворачивают одновременно несколько пакетов – мембранных элементов, формируя мембранный модуль. Уменьшение длины пакета снижает гидравлическое сопротивление потоку пермеата по дренажу. Клеевой слой наносят непосредственно в процессе сворачивания. После высыхания клея мембранный модуль размещают в трубчатом корпусе.

В одном корпусе можно разместить один или несколько рулонных мембранных модулей (рис. 5.9). Модули между собой и со штуцерами на торцевых крышках соединяются специальными муфтами. На каждом модуле размещена уплотнительная манжета, перекрывающая поток исходного раствора возле стенок корпуса.

Рис. 5.9. Аппарат с рулонными мембранными модулями

В одном модуле длиной 1000 мм и диаметром 200 мм может поместиться до 25 м² мембраны.

2. Аппараты с патронными мембранными элементами

В конструкциях этого типа листовая мембрана складывается в гармошку (гофрируется) вместе с дренажным материалом и размещается вокруг центральной пермеатотводящей трубки (рис. 5.10). Далее концы укладки герметизируются с помощью клея и торцевых крышек, и образуется мембранный модуль (патрон), который устанавливают в напорном корпусе. Как правило, аппараты такого типа работают без отвода концентрата (режим тупикового фильтрования), поэтому используются для финишной очистки и стерилизации жидкостей и газов. На рисунке 5.11 показана конструкция мембранного аппарата, в котором предусмотрена периодическая регенерация мембран импульсом обратного тока пермеата. В одном корпусе может быть размещено несколько мембранных патронов.

Рис. 5.10. Принципиальная схема сборки патронного мембранного модуля

Рис. 5.11. Фотография и схема мембранного аппарата с патронным элементом