Um rack de membrana de ultrafiltração (UF) é o principal dispositivo de suporte e fixação dos sistemas de tratamento de água de ultrafiltração. Ele é usado principalmente para instalar e suportar módulos de membrana UF (incluindo fibra oca, folha-plana, tipos submersos, etc.), enquanto integra interfaces de dutos e estruturas de fixação. Ele garante a distribuição ordenada da água de alimentação e da água produzida durante todo o processo de filtração do sistema UF, retrolavagem e retrolavagem quimicamente aprimorada, evitando deslocamento, emaranhamento ou danos do módulo da membrana.

Como componente básico de suporte de sistemas UF, este equipamento é compatível com elementos de membrana UF de diferentes especificações. O material deve possuir resistência a ácido-base, resistência à corrosão e alta resistência. Pode ser projetado em estruturas verticais, horizontais, submersas e outras estruturas de acordo com os requisitos de produção de água do sistema. Amplamente aplicado em áreas como pré-tratamento de abastecimento de água municipal, reutilização de águas residuais industriais, tratamento avançado de água recuperada e purificação de água potável, afeta diretamente a estabilidade operacional do sistema UF e a vida útil dos módulos de membrana.

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Visão geral do princípio fundamental

As principais funções de um rack de membrana UF são fixação precisa, otimização do canal de fluxo e adaptação à manutenção. Sua lógica de funcionamento está estreitamente coordenada com o princípio de separação por peneiramento da ultrafiltração, refletido especificamente em três aspectos:
1.Princípio de Fixação e Prevenção de Danos:Através de estruturas como slots de cartão, grampos e placas finais, o rack de membrana fixa módulos de membrana UF em intervalos e ângulos projetados, garantindo que as fibras ou folhas da membrana mantenham um formato estável durante a operação. Quando o sistema UF está em operação, a água de alimentação passa através dos poros da membrana sob pressão. O rack de membrana pode compensar a tensão radial/axial gerada pelo impacto do fluido, evitando a quebra da membrana de fibra oca, o emaranhamento da membrana de folha plana e o vazamento da vedação, garantindo assim a eficiência da peneiração de UF.

2. Princípio de otimização do canal de fluxo: As placas de distribuição de água e os tubos principais de coleta de água do rack de membrana são conectados com precisão às entradas de água e saídas de água produzida dos módulos de membrana, realizando distribuição uniforme de água de alimentação e coleta centralizada de água produzida. Um projeto de canal de fluxo razoável pode reduzir a resistência ao atrito do sistema, diminuir o consumo de energia das bombas de sucção/bombas de reforço e evitar incrustações no módulo de membrana causadas por zonas mortas locais.

3.Princípio de Adaptação de Manutenção:O rack de membrana adota uma estrutura de montagem modular com suporte para conectores de{0}desconexão rápida, permitindo elevação e desmontagem rápidas de módulos de membrana, facilitando a limpeza on-line, a manutenção off-line ou a substituição de módulos de membrana. Durante a limpeza química, o material-resistente à corrosão do rack de membrana pode suportar a imersão em soluções de limpeza-base ácidas (como hipoclorito de sódio e soluções de ácido cítrico), garantindo uma limpeza segura e confiável.

Introdução do produto

Os racks de membrana UF podem ser divididos em várias séries de acordo com métodos de instalação, materiais e tipos de módulos de membrana compatíveis. Os parâmetros e características específicos são os seguintes:
1. Classificação por método de instalação

Rack de membrana UF tipo-de pressão: adota uma estrutura de suporte de pressão-horizontal ou vertical, compatível com módulos de membrana UF de fibra oca de pressão-externa/interna-de pressão externa (como especificações 4040 e 8040), com uma pressão operacional do sistema de 0,1-0,6MPa. O rack de membrana apresenta um design fechado. Sob pressão, a água de alimentação passa pelos módulos de membrana, conseguindo a separação completa da água produzida e da água concentrada. Adequado para pré-tratamento de abastecimento de água municipal e pré-filtração de preparação de água pura industrial, um único rack pode acomodar de 1 a 6 módulos de membrana, com capacidade de tratamento flexível e ajustável.
Rack de membrana UF submersa: adota uma estrutura de estrutura vertical, compatível com módulos de membrana-plana de UF, e é diretamente submerso em um tanque bioquímico ou tanque de água bruta. A água produzida é gerada sob pressão negativa por uma bomba de sucção. A parte inferior do rack de membrana está equipada com uma interface de dispositivo de aeração. Bolhas geradas pela aeração podem eliminar impurezas na superfície da membrana, reduzindo a incrustação. Adequado para modernização e renovação de qualidade de estações de tratamento de esgoto municipais, reutilização de águas residuais industriais e projetos rurais de água potável segura, ocupa uma área pequena e tem baixos custos operacionais.
Rack de membrana UF-montado em skid: integra o rack de membrana, módulos de membrana, tubulações, válvulas, sistema de aeração e sistema de limpeza em uma unidade. Pré-fabricado na fábrica, ele pode operar-no local apenas conectando tubulações de entrada/saída e fonte de alimentação. Com um ciclo de instalação curto e mobilidade conveniente, é adequado para abastecimento de água de emergência e projetos temporários de tratamento de água, como purificação de água em áreas de desastre e uso temporário de água em canteiros de obras.

2. Classificação por Material

Rack de membrana de aço inoxidável: Fabricado em aço inoxidável 304 / 316L, soldado por soldagem a arco de argônio, com superfície polida. É resistente à corrosão ácida-base (valor de pH 2-11), livre de cantos mortos e não sujeito a incrustações. Adequado para condições de trabalho de alta limpeza, como alimentos, produtos farmacêuticos e água ultrapura eletrônica, com vida útil de 10 a 15 anos.
Rack de membrana anti{0}}corrosão em aço carbono: Feito de aço carbono Q235, a superfície é tratada com pulverização de epóxi ou revestimento de borracha, apresentando boa resistência à corrosão e um custo 30%-40% inferior ao dos racks de membrana de aço inoxidável. Adequado para condições de trabalho com requisitos moderados de limpeza, como tratamento de esgoto municipal e reutilização de águas residuais industriais, possui forte capacidade de suportar pressão e é aplicável a grandes sistemas de UF.
Rack de membrana FRP (plástico reforçado com fibra de vidro): Feito de plástico reforçado com fibra de vidro, é leve, possui excelente resistência à corrosão (resistente a ácidos e álcalis fortes) e bom desempenho de isolamento. Adequado para tratamento de águas residuais altamente{1}}corrosivas (como águas residuais químicas e águas residuais de galvanoplastia), sua desvantagem é que a resistência ao impacto é ligeiramente inferior à dos racks de membrana metálica.

3. Classificação por tipo de módulo de membrana compatível

Rack de membrana tipo fibra oca: compatível com membranas UF de fibra oca de pressão interna-/externa-de pressão interna de especificação 4040/8040, operando sob pressão, com qualidade de água produzida estável.
Rack de membrana tipo folha- plana: Compatível com membranas UF de folha plana-com especificação de 5㎡/10㎡/20㎡, operando em modo submerso, com bom efeito de limpeza de aeração e manutenção conveniente.

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Tabela de referência de seleção

Tipo de modelo	Tipo de módulo de membrana compatível	Material	Número de módulos de membrana por rack	Escala de sistema compatível	Classificação de resistência à pressão	Parâmetros de seleção chave	Condições de trabalho adaptáveis
Aço Inoxidável Horizontal UF-MJ-8040	Membrana UF de fibra oca 8040	Aço inoxidável 304/316L	1-6	Médio a Grande (Maior ou igual a 50m³/h)	0,6MPa	Produção de água do sistema, pressão operacional, qualidade da água influente	Pré-tratamento eletrônico de água ultrapura-e água pura para alimentos e produtos farmacêuticos
Aço carbono submerso anti-corrosão UF-MJ-L	Membrana UF de folha plana de 10-20㎡	Aço Carbono com Pulverização Epóxi	4-10 séries	Grande (maior ou igual a 100m³/h)	Pressão atmosférica	Tamanho do tanque, volume de ar de aeração, pressão negativa de sucção	Melhoria da qualidade do esgoto municipal, reutilização de águas residuais industriais
Skid-FRP montado UF-MJ-Q	5㎡ Membrana UF de folha plana-	PRFV	2-4 séries	Pequeno (<50m³/h)	Pressão atmosférica	Requisitos de mobilidade, ciclo do projeto, corrosividade influente	Abastecimento de água de emergência, uso temporário de água no canteiro de obras
Aço inoxidável vertical UF-MJ-4040	Membrana UF de fibra oca 4040	Aço inoxidável 316L	1-4	Pequeno (<30m³/h)	0,6MPa	Altura do local, espaço de instalação, qualidade da água produzida	Água pura de laboratório, pequenas estações de purificação de água

Cenários de aplicação

Como dispositivo de suporte central dos sistemas UF, os racks de membrana UF são amplamente utilizados em vários projetos de tratamento de água, com cenários principais como segue:

1. Campo Municipal de Abastecimento de Água e Tratamento de Esgoto

Utilizado para pré-tratamento de água da torneira municipal para remover sólidos suspensos, colóides e microorganismos, garantindo a estabilidade dos processos de tratamento avançados subsequentes; aplicado no tratamento avançado de esgoto municipal para atualizar a qualidade do efluente para o padrão Classe 1A+, realizando a reutilização de água recuperada.

2. Campo de Tratamento de Água Industrial

Usado para pré-tratamento de água pura industrial e água ultrapura em indústrias eletrônicas, de semicondutores e farmacêuticas para remover impurezas, como bactérias e matéria orgânica; aplicado no tratamento avançado e reutilização de águas residuais industriais nas indústrias de impressão e tingimento, fabricação de papel e química para reduzir o consumo de água e a descarga de esgoto.

3. Campo de Abastecimento de Água Civil e Emergencial

Usado em projetos rurais de água potável segura para resolver o problema da qualidade da água turva e dos padrões microbianos; aplicado em cenários emergenciais de abastecimento de água, como desastres naturais e canteiros de obras, para fornecer rapidamente água potável qualificada.

4. Área Alimentar e Farmacêutica

Cumpre os requisitos de certificação GMP, utilizado para purificação de água de produção de alimentos e bebidas e água purificada farmacêutica para remover substâncias nocivas como bactérias, vírus e metais pesados, garantindo a segurança e a qualidade do produto.

Características do produto e efeitos alcançados

1. Principais recursos do produto

Recurso	Descrição específica
Material resistente à corrosão-e longa vida útil	Materiais de aço inoxidável/PRFV podem resistir a soluções de limpeza-de base ácida e afluentes corrosivos, com vida útil de 8 a 15 anos e baixos custos de manutenção
Design Modular e Ampla Adaptabilidade	O número de módulos de membrana pode ser combinado de forma flexível de acordo com a produção de água do sistema, suportando filtragem de estágio único/multiestágio-, capacidade fácil de expandir e compatível com diferentes tipos de membranas UF
Fácil instalação e manutenção	Estruturas horizontais/verticais facilitam a carga e descarga de módulos de membrana; racks de membrana submersa suportam limpeza de aeração on-line; Os racks de membrana-montados em skid têm um-ciclo de instalação no local menor ou igual a 3 dias
Canal de fluxo otimizado e baixo consumo de energia	O design preciso de distribuição e coleta de água reduz a resistência aos fluidos, reduz o consumo de energia da bomba e o consumo de energia operacional do sistema é 10%-20% menor do que o dos racks de membrana tradicionais
Seguro, confiável e alta estabilidade	O design do grampo anti{0}}deslocamento evita danos ao módulo da membrana; excelente desempenho de vedação sem risco de vazamento e baixa taxa de falhas na operação do sistema

2. Efeitos práticos de aplicação

Garantindo a operação estável dos módulos de membrana

A função de fixação do rack de membrana pode evitar a quebra da fibra da membrana e o emaranhamento da folha da membrana, mantendo a taxa de rejeição das membranas UF estável acima de 99,9%, a turbidez da água produzida menor ou igual a 0,1NTU, estendendo a vida útil dos módulos de membrana em 1-2 anos e reduzindo os custos de substituição da membrana.

Melhorando a eficiência operacional do sistema

O design otimizado do canal de fluxo reduz a resistência ao atrito, diminuindo o consumo de energia da bomba; a distribuição uniforme de água pode evitar a polarização da concentração local, reduzindo a frequência de limpeza química em mais de 30% e aumentando o tempo de operação contínua do sistema.

Reduzindo custos abrangentes de engenharia

O design modular encurta o-ciclo de instalação no local, reduzindo os custos de engenharia civil e mão de obra; em comparação com racks de membrana de aço inoxidável, os racks de membrana anti{1}}corrosão/FRP de aço carbono têm um custo de compra 30%-40% menor e uma alta relação custo-desempenho.

Adaptação a diversos requisitos de condições de trabalho

Racks de membrana de diferentes estruturas podem atender às necessidades de diversos processos de UF, como tipo-de pressão, tipo-submerso e tipo-montado em skid, ajudando vários projetos de tratamento de água a atender aos padrões, como a atualização do esgoto municipal para Classe 1A+ e o aumento da taxa de reutilização de águas residuais industriais para mais de 80%.

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