산기장치의 용량 설계: 효율적이고 안정적인 생산을 위한 핵심 요소

산기장치의 용량 설계: 효율적이고 안정적인 생산을 위한 핵심 요소

 

1. 산기장치 용량 설계의 기초

산기장치의 용량을 결정하는 기본 원칙과 설계의 중요성에 대한 소개.

 

2. 생산량과 수요 예측

산업 트렌드 및 수요 예측을 토대로 산기장치의 용량을 설계하는 방법과 고려 사항.

 

3. 생산 프로세스 최적화

생산 프로세스를 최적화하여 산기장치의 용량을 향상시키는 전략과 기술.

 

4. 기술적 요소와 장비 선택

효율적인 운영을 위해 적절한 기술 요소와 산기장치 장비 선택의 중요성.

 

5. 용량 설계에서의 에너지 효율성 고려

에너지 효율성을 고려하여 산기장치의 용량을 효과적으로 설계하는 방법과 혜택.

 

6. 생산 프로세스의 효율적 관리

생산 프로세스의 효율적인 관리를 통해 산기장치 용량을 최적화하는 전략과 도구.

 

7. 용량 설계와 안전성

용량 설계에서 안전성을 고려하는 방법과 안전 관리의 중요성.

 

8. 유연성과 산기장치 용량 설계

시장의 변화에 대응하기 위해 유연성을 갖춘 산기장치의 용량 설계 전략.

 

9. 자동화와 디지털 기술의 활용

자동화와 디지털 기술을 활용하여 산기장치 용량 설계를 혁신하는 방법.

 

10. 환경 친화적 용량 설계

산업 생산과 환경 보전을 동시에 고려한 친환경적인 산기장치 용량 설계.

 

결론

산기장치의 용량 설계는 효율적인 생산과 안정적인 운영을 위해 핵심적인 과제입니다. 종합적인 고려와 최신 기술의 활용을 통해 용량 설계를 최적화하고 지속 가능한 생산을 이끌어내는 것이 중요합니다.

 

 

예제:

산기장치의 생산량을 계산하는 일반적인 식은 다음과 같습니다.

생산량 = 단위 생산량 × 가동 시간

여기서,

생산량은 산기장치의 총 생산량,

단위 생산량은 단위 시간당 생산되는 양,

가동 시간은 산기장치가 실제로 가동되는 시간입니다.

이를 통해 특정 기간 동안의 산기장치의 생산량을 계산할 수 있습니다.

 

산기장치의 용량 설계

오폐수 처리시 포기조의 산기장치(Aeration)에 대하여 아래의 사양 및 설계조건에 대한 계산과정입니다.

<사양>

ㅇ포기방법 : 전면 포기,

ㅇ유입수량 : 15,000m³/일

ㅇ형 식 : 멤브레인제 원판혐 (외산)

ㅇ규 격 : Φ520mm

ㅇ통 기 량 : 120~220 l/min 개당

ㅇ통기저항 : 400mmAq 이하

ㅇ역수반지 : 멤브레인의 기공패쇄

ㅇ기 공 경 : Φ3 (균일 기포)

ㅇ산소전달효율 : 수심 4.7m에서 24% 이상 ㅇ수 량 : 280개

<설계조건>

ㅇ포기조의 크기 폭W = 10.5 m, 길이 L = 38 m, 깊이 H = 5.0 m

ㅇ포기조의 수 Na = 2지 ㅇ일평균 유량 Wb= 11,300 m^3/일,

ㅇ일최대 유량 Wm= 15,000 m^3/일 ㅇ유입 BOD 농도 Bt= 119 mg/l

ㅇ유출 BOD 농도 Bo= 17.85 mg/l

ㅇMLSS농도 Ca= 1,500~1,400 mg/l (2.00 mg/l 적용)

ㅇ미생물 합성에 소요되는 산소량 a = 0.5 ~ 0.75 (kgO₂/kgBOD)

ㅇ미생물 내호흡에 소요되는 산소량 b = 0.05 ~ 0.2 (kgO₂/kgMLSS/DAY) (0.1 적용) ㅇ공기중 산소함유율 D = 0.232,

ㅇ산소이용률 E= 0.108 (24% * 0.45 = 10.8%, 하수시)

ㅇ공기의 비중 R= 1.201 kg/m^3

ㅇMEMBRANE수량 (2지) Nm= 280개

ㅇ통기량 Va=120~220 l/min 개

ㅇ경제적 유속 (125A) Vs₁= 5.7 m/sec, (80A) Vs₂= 4.0 m/sec

예제>

1. 포기조 용량 : V = W * L * H * N = 10.5 * 38 * 5.0 * 2 = 3,990 (㎥)

2. 일평균 BOD제거량 : Lrb = Wb*(B₁-Bo)/1,000 = 11,300*(119-17.85)/1,000= 1,143 (kg/일)

3. 필요산소량

ㅇ일평균 필요산소량 Ob = a * Lrb + b * Ca * V

= 0.5 * 1,143 + 0.1 * 2,000 * 0.8 * 10^(-3) * 3,990

= 1,209.9 (kgO2/일) ㅇ일최대 필요산소량 Om

= a * Lm + b * Ca * V = 0.5 * 1,517 + 0.1 * 2,000 * 0.8 * 10^(-3) * 3,990

= 1,396.9 (kgO2/일)

4. 필요공기량

ㅇ일평균 공기량 Ab = Ob/(R * D * E) = 1,209.9/(1.201 * 0.232 * 0.108)

= 40,206.357 (㎥/일)

= 27.921 (㎥/min)

ㅇ일최대 공기량 Am = Om/(R * D * E) = 1,396.9/(1.201 * 0.232 * 0.108)

= 46,420.581 (㎥/일)

= 32.237 (㎥/min)

5. 산기관 수요수량 검토

Nm = Am * 1,000/Va = 32.237 * 1,000/(120~220)

= 146.532~268.642 ≒147~269 개

※ 운전 부하량을 고려하여 산기관 280개로 선정

6. MEMBRANE 필요통기량

ㅇ일평균 통기량 Vb = Ab * 1,000/Nm = 27.921*1,000/280 = 99.718 (ℓ/min,개)

ㅇ일최대 통기량 Vm= Am * 1,000/Nm = 32.237*1,000/280 = 115.132 (ℓ/min,개) ∴100~116 (l/min) < 120~220 (ℓ/min,개)

7. AIR 공급관 규격검토

ㅇ지내 분기관 규격 : 1열에 MEMBRANE이 7개이므로 필요 공기량은

Q7 = Vm * 7 = 115.132 * 7 = 805.924 (l/min)= 0.806 (㎥/min)

D7 = {4 * Q7/(π*Vs₂* 60)}^0.5 = {4*0.806/(π*4.0*60)}^0.5 = 0.065(m) = 65(mm)

※ 여유율을 감안하여 80A로 선정

ㅇ분기관 규칙 1열에 MEMBRANE이 7개씩 설치된곳이 4열이므로 이때 필요 공기량

Q28 = Vm*28 = 115.132*28 = 3,223.696 (ℓ/min)

= 3.224 (㎥/min)

D28 = {4 * Q28 / (π * Vs₁* 60)}^0.5

= {4 * 3.224/(π * 5.7 * 60)}^0.5

= 0.110 (m)

= 110 (mm)

※ 여유율을 감안하여 125A로 선정