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文檔簡介
河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院2011屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書畢業(yè)設(shè)計(論文)中文摘要 遼寧省H區(qū)18萬噸/d污水處理廠工藝設(shè)計摘要: 本設(shè)計根據(jù)給定的原始資料及相關(guān)要求,進(jìn)行遼寧省H區(qū)污水廠工藝設(shè)計。污水廠設(shè)計水量為m3/d,本設(shè)計要求處理后的污水達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。對污水廠產(chǎn)生的污泥要進(jìn)行穩(wěn)定化處理、脫水后泥餅外運(yùn)填埋或作農(nóng)肥。由于污水來源既有城市污水又有工業(yè)廢水,處理流量較大,該廠采用傳統(tǒng)活性污泥處理工藝。該法適合處理城市污水,并且其適合處理的水量比較大,對環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)。污水處理流程:格柵沉砂池沉淀池曝氣池二沉池消毒接觸池 關(guān)鍵詞: 污水處理 傳統(tǒng)活性污泥法 努力了的才叫夢想,不努力的就是空想!如果你一直空想的話,無論看多少正能量語錄,也趕不走滿滿的負(fù)能量!你還是原地踏步的你,一直在看別人進(jìn)步。畢業(yè)設(shè)計(論文)外文摘要Title Liaoning H zone 18 tons/d sewage treatment plant process design Abstract This design according to the given original material and related requirements, liaoning H zone sewage plant process design. Wastewater treatment plant design m3 / d water, this design requirements processing sewage reach national level after discharge standards. The sludge produced for wastewater treatment plant to stabilizing treatment, after dehydration and mud cake sinotrans landfill agricultural fertilizer. Due to the existing urban sewage wastewater source and industrial waste water, processing flow, the larger with traditional activated sludge process. The law suit for handling, and its suitable for urban wastewater treatment of water is bigger, good adaptability to the environment. Sewage treatment process: grille - heavy sand pool - traps - aeration pool - the second pond - disinfection contact pool Keywords:Traditional activated sludge sewage treatment 目 次1 引言(或緒論)11.1 選題的目的及意義11.2 過程要求:(提出畢業(yè)論文的周工作進(jìn)度、工作質(zhì)量、階段成果要求。)12 設(shè)計說明書22.1 概述2根據(jù)給定的原始資料及相關(guān)要求,進(jìn)行西遼寧省H區(qū)18萬噸/d污水處理廠工藝22.1.2 設(shè)計任務(wù)22.1.3設(shè)計依據(jù)22.1.4設(shè)計原始資料32.1.5設(shè)計內(nèi)容32.2 設(shè)計要求42.2.1 設(shè)計原則42.2.2 設(shè)計依據(jù)42.2.3 工藝選擇42.2.4 工藝流程的確定63 設(shè)計計算書103.1 污水的一級處理103.1.1 格柵計算103.1.2 沉砂池計算123.1.3 初次沉淀池計算153.2 污泥的生物處理203.2.1污泥處理程度計算203.2.2 設(shè)計參數(shù)203.2.3 平面尺寸計算213.2.4 進(jìn)出水系統(tǒng)223.2.5其他管道設(shè)計233.3 生物處理后處理243.3.1 二次沉淀池計算243.3.2 消毒設(shè)施計算303.3.3 計量設(shè)備323.4 污泥處理構(gòu)筑物的計算343.4.1 初沉池污泥量的計算343.4.2 剩余污泥量的計算353.4.3 污泥濃縮池的計算353.4.4 貯泥池的計算393.4.5 污泥消化池的計算403.4.6 污泥脫水533.5 水廠的高程設(shè)計553.5.1 污水處理構(gòu)筑物的高程布置563.5.2 污泥處理構(gòu)筑物高程布置583.6 廠址確定及水廠規(guī)模593.6.1 廠址確定593.6.2 平面布置593.6.3 各水處理構(gòu)筑物和輔助建筑物一覽表60結(jié) 論62參 考 文 獻(xiàn)63致 謝641 引言(或緒論)1.1 選題的目的及意義大量未經(jīng)處理的污水直接排入周圍河流,致使城市周圍環(huán)境污染十分嚴(yán)重,不但直接污染了市區(qū)的地下飲用水,而且對河流下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成了危害,人類和生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境受到了日益嚴(yán)重的威脅。同時,水生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了人與水的和諧共存與協(xié)調(diào)發(fā)展,是城市生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分和關(guān)鍵因素,與一個城市的可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。因而,城市污水治理已成當(dāng)前迫切需要解決的問題之一。理論用于實(shí)踐,將自己在課堂上所學(xué)的知識,尤其是專業(yè)課知識用于本次畢業(yè)設(shè)計之中,以提高自己的工程設(shè)計能力,為自己將來走上工作崗位進(jìn)行工程設(shè)計打下堅硬的基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計,能夠熟悉并掌握排水工程的設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計原理、方法和步驟,能根據(jù)設(shè)計原始設(shè)計資料正確地選定設(shè)計方案,掌握污水廠設(shè)計的基本流程及各構(gòu)筑物的設(shè)計方法,熟悉設(shè)計計算書和設(shè)計說明書的編寫內(nèi)容和編制方法,并繪制工程圖紙。1.2 過程要求:(提出畢業(yè)論文的周工作進(jìn)度、工作質(zhì)量、階段成果要求。)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的要求按規(guī)定時間完成這次本科畢業(yè)設(shè)計, 現(xiàn)擬定畢業(yè)設(shè)計的周工作進(jìn)度如下:序號周次起迄日期周工作進(jìn)度與工作質(zhì)量階段成果要求143.233.30開始撰寫開題報告 開題253.314.5工藝流程的選取及方案的確定364.64.12完成開題報告;確定污水處理方案,繪制工藝流程圖。污水處理方案確定474.134.20水處理單體構(gòu)筑物設(shè)計計算及設(shè)備選型584.214.28污水處理單體構(gòu)筑物的設(shè)計計算及設(shè)備選型各構(gòu)筑物的設(shè)計計算完成694.295.5污水處理構(gòu)筑物高程計算完成高程設(shè)計計算7105.65.13繪制總平面圖,及高程布置圖完成高程圖、總平面圖8115.145.21繪制單體構(gòu)筑物施工圖完成單體構(gòu)筑物施工圖9125.226.5整理畢業(yè)設(shè)計說明書、打印圖紙準(zhǔn)備答辯完成整個設(shè)計任務(wù)10136.96.14畢業(yè)答辯,成績評定11141215131614172 設(shè)計說明書2.1 概述2.1.1 設(shè)計題目根據(jù)給定的原始資料及相關(guān)要求,進(jìn)行西遼寧省H區(qū)18萬噸/d污水處理廠工藝2.1.2 設(shè)計任務(wù)本設(shè)計內(nèi)容是遼寧省H區(qū)污水處理廠設(shè)計,設(shè)計規(guī)模為18萬m3/d。2.1.3設(shè)計依據(jù)該市的城市污水和工業(yè)廢水均需排入城市污水處理廠進(jìn)行綜合處理后排入納污河流。處理后的污水要求達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。對污水廠產(chǎn)生的污泥要進(jìn)行穩(wěn)定化處理、脫水后泥餅外運(yùn)填埋或作農(nóng)肥。該項目對改善水環(huán)境污染,加速城市現(xiàn)代化建設(shè)具有重要意義。2.1.4設(shè)計原始資料(1) 廢水來源與水質(zhì)特點(diǎn)遼寧省H區(qū)廢水主要是來自居民生活污水和市區(qū)內(nèi)的工業(yè)廢水,該工業(yè)廢水在排入市政管網(wǎng)之前已經(jīng)過適當(dāng)處理,并且達(dá)到國家規(guī)定的工業(yè)企業(yè)廢水排入市政管網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。該生活污水和工業(yè)廢水經(jīng)市政排水管網(wǎng)收集之固定排放口。本次設(shè)計任務(wù)即為收集后的廢水進(jìn)行處理。設(shè)計流量:本次設(shè)計廢水水量為18萬m3/d水質(zhì)特點(diǎn):COD為480mg/L,SS為280mg/L,BOD5為250mg/L設(shè)計出水水質(zhì): COD60mg/L, BOD520mg/L,SS20mg/L(2) 設(shè)計資料1)氣候資料 遼寧省年平均氣溫(): 711,年降水量5001000毫米,極端最高氣溫(): 27.8,極端最低氣溫(): -10.72)風(fēng)向:常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)3)地質(zhì)狀況:良好,滿足工程地質(zhì)要求。4)納污河流:位于城市的南部自東向西流,常水位標(biāo)高為250.1m,20年一遇洪水水位標(biāo)高為255.8m。4)廠區(qū)進(jìn)水總干管管徑為DN1100,進(jìn)水管管底絕對標(biāo)高為252.5m,地面標(biāo)高為259m。2.1.5設(shè)計內(nèi)容1)擬定廢水處理工藝設(shè)計方案與工藝流程,對不同方案進(jìn)行比較,并對各單體構(gòu)筑物選型進(jìn)行分析說明;2)污水處理工藝設(shè)計,含部分單體構(gòu)筑物的工藝施工圖設(shè)計;3)污泥處理方法及污泥處理構(gòu)筑物的工藝設(shè)計,含部分單體構(gòu)筑物的工藝施工圖設(shè)計;4)總體系統(tǒng)設(shè)計,包括提升泵站、輔助建筑物及其它有關(guān)項目的設(shè)計;2.2 設(shè)計要求2.2.1 設(shè)計原則(1)要符合適用的要求。首先確保污水廠處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)??紤]現(xiàn)實(shí)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件。(2)污水處理廠采用的各項設(shè)計參數(shù)必須可靠。設(shè)計時必須充分掌握和認(rèn)真研究各項自然條件。(3)污水廠設(shè)計應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟(jì)合理的原則下,必須根據(jù)需要,盡可能采用先進(jìn)的工藝、機(jī)械和自控技術(shù),但要確保安全可靠。(4)儲存污水廠設(shè)計必須考慮安全運(yùn)行的條件,如適當(dāng)設(shè)置放空管、超越管線、沼氣的安全等2.2.2 設(shè)計依據(jù)1.GBJ14-87 室外排水設(shè)計規(guī)范;2.GB8978-1996 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn);3.GB18918-2002 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn);4.CJ3082-99 污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);5.給水排水設(shè)計手冊;2.2.3 工藝選擇目前,國內(nèi)外城市污水處理常采用的工藝有普通活性污泥法、A/O生物脫氮活性污泥法、A/A/O生物脫氮除磷工藝、AB工藝、氧化溝法(循環(huán)混合式活性污泥法)、SBR間歇時活性污泥法等工藝。關(guān)于活性污泥法當(dāng)前流行的污水處理工藝有:AB法、SBR法、氧化溝法、普通曝氣法、A/A/O法、A/O 法等,這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來的,且各有其特點(diǎn)。 AB法(AdsorptionBiooxidation) 該法由德國Bohuke教授首先開發(fā)。該工藝對曝氣池按高、低負(fù)荷分二級供氧,A級負(fù)荷高,曝氣時間短,產(chǎn)生污泥量大,污泥負(fù)荷2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上,池容積負(fù)荷6kgBOD/(m3d)以上;B級負(fù)荷低,污泥齡較長。A級與B級間設(shè)中間沉淀池。二級池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同,形成不同的微生物群體。AB法盡管有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn),但不適合低濃度水質(zhì),A級和B級亦可分期建設(shè)。 SBR法(Sequencing Batch Reactor) SBR法早在20世紀(jì)初已開發(fā),由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成,常由四個或三個池子構(gòu)成一組,輪流運(yùn)轉(zhuǎn),一池一池地間歇運(yùn)行,故稱序批式活性污泥法?,F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良性SBR工藝,如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡單,由于只有一個反應(yīng)池,不需二沉池、回流污泥及設(shè)備,一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池,多數(shù)情況下可省去初沉池,故節(jié)省占地和投資,耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活,可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài),實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng),采用潷水器及控制系統(tǒng),間歇排水水頭損失大,池容的利用率不理想,因此,一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠 。 A/A/O法(AnaerobicAnoxicOxic)由于對城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求,故國內(nèi)10年前開發(fā)此厭氧缺氧好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷,可獲得優(yōu)質(zhì)出水,是一種深度二級處理工藝。A/A/O法的可同步除磷脫氮機(jī)制由兩部分組成:一是除磷,污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(DO0.3mg/L),釋放出聚磷菌,在好氧狀況下又將其更多吸收,以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮,缺氧段要控制DO12.5),BOD/TKN為1.53.5,COD/TP為3060,BOD/TP為1640(一般應(yīng)20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化,以去除磷、BOD5和COD為主,則可用A/O 工藝。有的城市污水處理的出水不排入湖泊,利用大水體深水排放或灌溉農(nóng)田,可將脫氮除 磷放在下一步改擴(kuò)建時考慮,以節(jié)省近期投資。 普通曝氣法及其變法 本工藝出現(xiàn)最早,至今仍有較強(qiáng)的生命力。普曝法處理效果好,經(jīng)驗(yàn)多,可適應(yīng)大的污水量,對于大廠可集中建污泥消化池,所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級處理,不具備脫氮除磷功能。 近幾年在工程實(shí)踐中,通過降低普通曝氣池容積負(fù)荷,可以達(dá)到脫氮的目的;在普曝池前設(shè)置厭氧區(qū),可以除磷,亦可用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除BOD5,在池型上有多種形式(如下文所述的氧化溝),工程上稱為普通曝氣法的變法,亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。 氧化溝法 本工藝50年代初期發(fā)展形成,因其構(gòu)造簡單,易于管理,很快得到推廣,且不斷創(chuàng)新,有發(fā)展前景和競爭力,當(dāng)前可謂熱門工藝。氧化溝在應(yīng)用中發(fā)展為多種形式,比較有代表性的有:卡魯塞爾氧化溝、交替式氧化溝、Orbal氧化溝、一體式氧化溝、U-型氧化溝等。 氧化溝一般不設(shè)初沉池,負(fù)荷低,耐沖擊,污泥少。建設(shè)費(fèi)用及電耗視采用的溝型而變,如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中,再引進(jìn)微孔曝氣,加大水深,能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動力效率達(dá)2.53.0 kgO2/(kWh)。2.2.4 工藝流程的確定(1)備選方案的提出傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)多采用矩形廓道式曝氣池,污水和回流污泥從池首進(jìn)入,混合液以活塞流的流態(tài)逐漸向池尾流動,從池末端出水堰流出,進(jìn)入二沉池,在二沉池中完成以活塞流的流態(tài)逐漸向池尾流動,從池末端出水堰流出,進(jìn)入二沉池,在二沉池中完成泥水分離后處理水排放,沉淀污泥回流到曝氣池,進(jìn)入下一個循環(huán)。該方法是早期開始使用的一種比較成熟的運(yùn)行方式,處理效果好,運(yùn)行穩(wěn)定,BOD 去除率可達(dá)90%以上,適用于對處理效果和穩(wěn)定程度要求較高的污水,城市污水多采用這種運(yùn)行方式。原水泵站沉砂池初沉池曝氣池排放消毒二沉池污泥回流圖2-1 傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程粗格柵細(xì)格柵氧化溝又稱循環(huán)混合式活性污泥法。一般采用延時曝氣,同時具有去除BOD5 和脫氮的功能,它采用機(jī)械曝氣,一般不設(shè)初沉池和污泥消化池。氧化溝處理效率為:BOD5 和SS均為95%以上,總氮為70%80%。氧化溝具有工藝流程短,處理效率高。出水水質(zhì)穩(wěn)定,運(yùn)行管理簡單等優(yōu)點(diǎn)。但占地面積過大。在流態(tài)上,氧化溝介于完全混合與推流之間。污水在溝內(nèi)的流速v 平均為0.4m/s,氧化長為L,當(dāng)L 為100500m 時,污水完成一個循環(huán)所需時間約為420min,如水力停留時間定為24h,則在整個停留時間要做72360 次循環(huán)。可以認(rèn)為在氧化溝內(nèi)混合液的水只是幾近一溝總致的,從這個意義來說,氧化溝內(nèi)的流態(tài)是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征如在曝氣裝置的下游,溶解氧濃度從高向低變動,甚至可能出現(xiàn)缺氧段。氧化溝的這種獨(dú)特的水流狀態(tài),有利于活性污泥的生物凝聚作用,而且可以將其區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū),用以進(jìn)行硝化和反硝化,取得脫氮的效應(yīng)。常用的氧化溝系統(tǒng)由卡羅塞氧化溝交替工作氧化溝及二沉池交替工作氧化溝。工藝流程為:轉(zhuǎn)刷進(jìn)水二沉池出水污泥泵房干化設(shè)備回流污泥圖2-2 氧化溝工藝流程(2)、兩種工藝的比較表2活性污泥法和氧化溝工藝特點(diǎn)和適用范圍工藝名稱傳統(tǒng)活性污泥法氧化溝 優(yōu)點(diǎn)(1)活性污泥法適合處理城市污水,并且其適合處理的水量比較大,處理效果比較好,可以除去污水中大部分的有毒有害的物質(zhì);(2)活性污泥法利用活性微生物去氧化、分解、去除污水中的有機(jī)物,保持活性污泥的活性,就可以達(dá)到好的處理效果;(3)活性污泥法不需要濾料等微生物的載體,可避免濾料堵塞等一系列不良問題的出現(xiàn);(4)活性污泥法的微生物繁殖較快,微生物的種類較多、世代時間短,可以保證活性污泥的活性;(5)活性污泥法對環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng);(6)活性污泥法工藝中的污泥接種和馴化的操作比較簡單、用時比較短,可以較快的投入運(yùn)行;(7)活性污泥法對營養(yǎng)的要求比較低,一般C:N:P=100:5:1 即可滿足要求,而城市污水中的營養(yǎng)物質(zhì)可以滿足活性微生物的營養(yǎng)要求,故不需要另外投加營養(yǎng)物質(zhì),可以降低運(yùn)行費(fèi)用;(8)活性污泥法運(yùn)行管理較方便,便于維修(1)工藝流程簡單,運(yùn)行管理方便,氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池,有此類氧化溝還可以和二沉池合建,省去污泥回流系統(tǒng)。(2)運(yùn)行穩(wěn)定,處理效果好,氧化溝的BOD平均處理水平可達(dá)95%左右。(3)能承受水量水質(zhì)的沖擊負(fù)荷,對濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,這主要是由于氧化溝水力停留時間長,泥齡長,一般為2030d,污泥在溝內(nèi)達(dá)到除磷脫氮的目的,脫氮效率一般80%,但要達(dá)到較高的除磷效果,則需要采取另外措施。(4)基建投資省,運(yùn)行費(fèi)用低和傳統(tǒng)活性污泥工藝相比,在去除BOD,去除BOD和NH3-N及去除BOD和脫氮情況下更省,同時統(tǒng)計表明在規(guī)模較小的情況下,氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法更省。 缺點(diǎn)(1)對水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)能力較低,運(yùn)行效果易受水質(zhì)、水量變化的影響;(2)處理單元較多,操作管理復(fù)雜, 體積負(fù)荷率低,曝氣池龐大,占用土地較多,基建費(fèi)用高。(3)在池末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象,會浪費(fèi)了動力費(fèi)用;(3)產(chǎn)生的污泥量大(1) 由于采用低負(fù)荷延時曝氣運(yùn)行方式,池容大、曝氣時間長,建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都較高,而且占地大;(2) 一般適用于處理水質(zhì)要求高的小型城鎮(zhèn)污水和工業(yè)污水,水量一般在1000m3/d以下。處理效率處理效果好:BOD5的去除率可達(dá)90-95%;BOD5 和SS均為95%以上,總氮為70%80%適用情況適用于中等濃度的大中型污水處理廠適用于中小型對出水要求較高的城鎮(zhèn)污水處理廠(3)方案的確定根據(jù)污水的特點(diǎn):(1)污水以有機(jī)污染物為主,BOD/COD=0.70.3,可生化性較好,重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo);(2)污水中主要污染物指標(biāo)BOD、COD、SS都值都比較低,屬普通城市污水;(3)進(jìn)水中NH3-H含量低于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn),無需添加除氮工藝;4) 本課題污水處理量大,在達(dá)到污水處理要求的前提下,應(yīng)著重考慮工程占地面積和污水處理費(fèi)用的節(jié)省。按城市污水處理和污染防治技術(shù)政策要求推薦,大于20 萬t/d 規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝,10-20 萬t/d 污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB 法等工藝,小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對脫磷脫氮有要求的城市,應(yīng)采用二級強(qiáng)化處理,如A2/O 工藝,A/O 工藝,SBR 及其改良工藝,氧化溝工藝,以及水解好氧工藝,生物濾池工藝等。由上可見,對這樣的城市污水,其各項控制指標(biāo)的屬于普通城市污水的范圍之內(nèi),且無需除氮,故該設(shè)計采用的處理方法為傳統(tǒng)的活性污泥法(推流法)。傳統(tǒng)活性污泥法可根據(jù)對廢水的處理程度的不同要求,靈活調(diào)節(jié)其運(yùn)行方式。原水細(xì)格柵泵房沉砂池初沉池曝氣池排放消毒二沉池污泥回流圖2-3 傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程粗格柵污泥處理流程圖:污泥污泥濃縮池脫水機(jī)房污泥消化圖2-4污泥處理流程圖污泥外運(yùn)二次沉淀池3 設(shè)計計算書3.1 污水的一級處理3.1.1 格柵計算本設(shè)計中污水廠設(shè)計流量為18萬m3/d(2.083m3/s),設(shè)計中選擇二組格柵,N=2組,每組格柵單獨(dú)設(shè)置,每組格柵的設(shè)計流量為1.042 m3/s。(1)格柵的間隙數(shù)設(shè)計中取 ,取n=68個(2)格柵的槽寬度設(shè)計中?。?)進(jìn)水明渠漸寬部分的長度:進(jìn)水明渠寬度,:漸寬處角度設(shè)計中取, (4)出水渠道漸窄部分的長度:漸窄處角度(5)通過格柵的水頭損失(6)柵后明渠總高度:明渠超高(m),取(7)格柵槽總長度:格柵明渠的深度(8)每日柵渣量:每日每10 m3污水的柵渣量,取 應(yīng)采用機(jī)械除渣及皮帶輸送機(jī)或無軸輸送機(jī)輸送山楂,采用機(jī)械柵渣打包機(jī)將柵渣打包,汽車運(yùn)走。(9)進(jìn)水與出水管道城市污水通過DN1100mm的管道送入進(jìn)水管道,設(shè)計中取進(jìn)水渠道寬度,出水渠道,出水水深。3.1.2 沉砂池計算設(shè)計選擇二組平流式沉砂池,分別與格柵連接,每組沉砂池設(shè)計流量為1.042m3/s.(1)沉砂池長度:設(shè)計流量時的流速,?。涸O(shè)計流量時的運(yùn)行時間,取(2)水流過過水?dāng)嗝婷娣e:設(shè)計流量(m3/s.)(3)沉砂池寬度:設(shè)計有效水深,取,每組沉砂池設(shè)兩格(4)沉砂池所需容積:城市污水沉砂量(污水),取污水:設(shè)計中清除沉砂的間隔時間(d),一般采用1-2d設(shè)計中取清除沉砂的間隔時間T=2d (5)每個沉砂斗容積:沉砂斗格數(shù),設(shè)計中取每一分格有2個沉砂斗,共有個沉砂斗(6)沉砂斗高度沉砂斗高度應(yīng)滿足沉砂斗儲存沉砂的要求,沉砂斗傾角。沉砂斗高度:沉砂斗上口面積,取:沉砂斗下口面積,取設(shè)計中取沉砂斗高度1.86m,校核沉砂斗角度。(7)沉砂池高度:沉砂池底坡度,一般采用0.01-0.02,設(shè)計中取沉砂池底坡度(8)沉砂池總高度:沉砂池超高(m),一般采用0.3-0.5m,設(shè)計中?。?)驗(yàn)算最小流速(一般采用):最小流量,一般采用:沉砂池格數(shù),最小流量時取1:最小流量時過水?dāng)嗝婷娣e(10)進(jìn)水渠道格柵的出水通過DN1100的管道送入沉砂池的進(jìn)水管道,然后向兩側(cè)配水進(jìn)入進(jìn)水渠道,污水在管道內(nèi)的流速:進(jìn)水管道寬度,設(shè)計中?。哼M(jìn)水渠道水深,設(shè)計中取,則有(11)出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水,出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標(biāo)高恒定,堰上水頭為:其中,:沉砂池內(nèi)設(shè)計流量;:流量系數(shù),?。唬貉邔挼扔诔辽俺貙挾?。所以,堰上水頭為:出水堰自由跌落0.1-0.15m后進(jìn)入出水槽,出水槽寬1.0m,有效水深0.8m,水流流速0.62m,出水流入出水管道。出水管道采用鋼管,管徑DN=800mm,管內(nèi)流速,水力坡度。(12)排砂管道采用沉砂池底部管道排砂,排砂管道管徑DN=200mm。3.1.3 初次沉淀池計算設(shè)計中選擇二組平流沉淀池,N=2組,每組平流沉淀池設(shè)計流量為1.042 m3/s,從沉砂池流來的污水進(jìn)入配水井,經(jīng)過配水井分配流量后流入平流沉淀池。(1)沉淀池表面積其中,:設(shè)計流量;:表面負(fù)荷,設(shè)計中取。所以,(2)沉淀部分有效水深其中,:沉淀時間(h),一般采用1.02.0h,設(shè)計中取。所以,(3)沉淀部分有效容積(4)沉淀池長度:設(shè)計流量時的水平流速(mm/s),一般采用,設(shè)計取。(5)沉淀池寬度(6)沉淀池格數(shù)其中,:沉淀池分格的每格寬度(m),設(shè)計中取,(取n=15個)(7)校核長寬比及長深比長寬比 (符合長寬比大于4的要求,避免池內(nèi)水流產(chǎn)生短流現(xiàn)象)。長深比 (符合長深比812之間的要求)。(8)污泥部分所需容積按去除水中懸浮物計算其中,:平均污水流量;:進(jìn)水懸浮物濃度,根據(jù)設(shè)計資料;:出水懸浮物濃度,一般采用沉淀效率=40%60%;:生活污水量總變化系數(shù);:污泥容重(),約為1;:污泥含水率(%)。設(shè)計中取,,則(9)每格沉淀池污泥部分所需容積(m3)(10)污泥斗容積污泥斗設(shè)在沉淀池的進(jìn)水端,采用重力排泥,排泥管伸入污泥斗底部,為防止污泥斗底部積泥,污泥斗底部尺寸一般小于0.5m,污泥斗傾角大于60度。污泥斗容積:其中,:沉砂池污泥斗上口邊長;:沉砂池污泥斗下口邊長(m),一般采用0.40.5m;:污泥斗高度。設(shè)計中取,(11)沉淀池總高度其中,:沉淀池超高(m),一般采用0.30.5;:緩沖層高度(m),一般采用0.3m;:污泥部分高度(m),一般采用污泥斗高度與池底坡底i=1%的高度之和設(shè)計中?。?;,則(12)進(jìn)水配水井沉淀池分兩組,每組分17格,每組沉淀池進(jìn)水端設(shè)進(jìn)水配水井,污水在配水井內(nèi)平均分配,然后流進(jìn)每組沉淀池。配水井內(nèi)中心管直徑:式中:配水井內(nèi)中心管直徑(m);:配水井內(nèi)中心管上升流速(m/s),一般采用。設(shè)計中取,所以有:配水井直徑設(shè)計中,取,則有:(13)進(jìn)水渠道沉淀池分為兩組,每組沉淀池進(jìn)水端設(shè)進(jìn)水渠道,配水井接出DN1000進(jìn)水管從進(jìn)水管道中部匯入,污水沿進(jìn)水渠道向兩側(cè)流動,通過潛孔進(jìn)入配水渠道,然后由穿孔花墻流入沉淀池。進(jìn)水渠道水流流速(一般大于等于0.4m/s):其中,:進(jìn)水渠道水流流速(m/s);:進(jìn)水渠道水深(m),一般采用0.52.0.設(shè)計中取,(14)進(jìn)水穿孔花墻進(jìn)水采用配水渠道通過穿孔花墻進(jìn)水,配水渠道寬0.5m,有效水深0.8m,穿孔花墻的開孔總面積為過水?dāng)嗝婷娣e的6%20%,則過孔流速為:式中,:孔洞的寬度(m);:孔洞的高度(m);:孔洞的數(shù)量(個),設(shè)計中取,(15)出水堰沉淀池出水經(jīng)過出水堰跌落進(jìn)入出水渠道,然后匯入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰,堰后自由跌落水頭0.10.15m,堰上水深H為:流量系數(shù),??;:出水堰寬度(m);:出水堰頂水深(m)。所以有,出水堰后自由跌落采用0.15m,則出水堰水頭損失為0.038+0.15=0.188m。(16)出水渠道沉淀池出水端設(shè)出水渠道,出水管與出水渠道連接,將污水送至集水井。出水渠道水流流速(m/s),一般采用其中,:出水渠道寬度(m);:出水渠道水深(m),一般采用0.52.0.設(shè)計中取,出水管道采用鋼管,管徑DN=1000mm,管內(nèi)流速,水力坡降i=0.479。(18)排泥管沉淀池采用重力排泥,排泥管直徑DN300mm,排泥時間,排泥管流速,排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m,便于清通和排氣。排泥管靜壓水頭采用1.2m。(19)刮泥裝置沉淀池采用行車式刮泥機(jī),刮泥機(jī)設(shè)于池頂,刮板伸入池底,刮泥機(jī)行走時將污泥推入污泥斗內(nèi)。3.2 污泥的生物處理本設(shè)計采用傳統(tǒng)活性污泥法。3.2.1污泥處理程度計算按污泥處理程度計算,污水經(jīng)二級處理,出水中BOD5濃度小于等于20mg/l,ss濃度小于等于20mg/l,COD濃度小于等于60mg/l,由此確定污水處理程度為3.2.2 設(shè)計參數(shù)(1)-污泥負(fù)荷率:有機(jī)物最大比降速度與飽和常數(shù)的比值,一般采用0.01680.0281之間;:處理后出水中BOD5的濃度(mg/l),按要求應(yīng)小于20mg/l;:MLVSS/MLSS值,一般采用0.70.8;:BOD5去除率。設(shè)計中?。唬?).曝氣池內(nèi)混合液濃度:污泥回流比,一般采用25%75%;:系數(shù);:污泥容積指數(shù),根據(jù),查圖得,SVI=120,設(shè)計中取R=50%,r=1.2. 3.2.3 平面尺寸計算(1)曝氣池有效容積:曝氣池進(jìn)水量(m3/d),按平均流量計算;:曝氣池進(jìn)水中BOD5濃度值(mg/l)設(shè)計中Q= m3/d,按規(guī)定,曝氣池個數(shù)N不應(yīng)小于2,本設(shè)計中取N=2,則每組曝氣池有效容積:(2)單座曝氣池面積其中,H:曝氣池有效水深(m),設(shè)計中取H=4.2m,則,(3)曝氣池長度式中,B=5.0m,B/H=5.0/4.2=1.19,介于12之間符合規(guī)定。L/B=811.70/5=162.3410,符合規(guī)定。曝氣池共設(shè)5廊道,則每條廊道長:設(shè)計取163m。(4)曝氣池總高度H總=H+hh:曝氣池超高(m),一般采用0.30.5m,設(shè)計中取h=0.5m,H總=4.2+0.5=4.7m3.2.4 進(jìn)出水系統(tǒng)(1)曝氣池進(jìn)水設(shè)計初沉池的出水通過DN1100mm的管道進(jìn)入曝氣池進(jìn)水管道,然后向兩側(cè)配水。污水在管道內(nèi)流速:其中,:污水的最大流量(m3/s);:進(jìn)水管管徑,設(shè)計中取,最大流量時,污水在管道內(nèi)流速其中,:渠道的寬度;:渠道內(nèi)有效水深,設(shè)計中取b=1.0m;h=1.0m曝氣池采用潛孔進(jìn)水,所需孔口總面積:其中,:孔口流速(m/s),一般采用0.21.5m/s,設(shè)計中取,設(shè)每口尺寸為,則孔口數(shù):其中,:每個孔口的面積()在兩組曝氣池之間設(shè)中間配水渠,污水通過中間配水渠可以流入后配水渠,在前后配水渠上都設(shè)進(jìn)水口,孔口尺寸為,可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)進(jìn)水。中間配水渠寬1.0m,有效水深1.0m,則渠內(nèi)最大流速為:設(shè)計中取中間配水渠超高0.3m,渠道總高1.0+0.3=1.3m。(2)曝氣池出水設(shè)計曝氣池出水采用矩形薄壁堰,跌落出水,堰上水頭:其中,:曝氣池內(nèi)總流量(m3/s);:流量系數(shù);:堰寬(m)設(shè)計取,,則有:Qqqq每組曝氣池出水管管徑為1000mm,管內(nèi)流速:其中,:出水管直徑(m),設(shè)計中取,則:兩條出水管匯成一條直徑為DN1200mm的總管,送往二沉池,總管內(nèi)的流速為0.67m/s。3.2.5其他管道設(shè)計(1)中位管曝氣池中部設(shè)中位管,在活性污泥培養(yǎng)馴化時排放上清液。中位管管徑為DN600mm。(2)放空管曝氣池在檢修時,需要將水放空,因此應(yīng)在曝氣池底部設(shè)放空管,放空管管徑為DN500mm。(3)污泥回流管二沉池的污泥需要回流至曝氣池首端,因此應(yīng)設(shè)污泥回流管,污泥回流管管徑:每組曝氣池回流污泥量(m3/s);:回流污泥管內(nèi)污泥流速(m/s),一般采用0.62.0m/s,設(shè)計中?。?)消泡管在曝氣池隔墻上設(shè)置消泡水管,管徑為DN25mm,管上設(shè)閥門。消泡管是用來消除曝氣池在運(yùn)行初期和運(yùn)行過程中產(chǎn)生的泡沫,消泡水采用自來水。(5)空氣管曝氣池內(nèi)需設(shè)置空氣管路,并設(shè)置空氣擴(kuò)散設(shè)備,起到充氧和攪拌混合的作用。3.3 生物處理后處理3.3.1 二次沉淀池計算設(shè)計中選擇二組輻流式沉淀池,N=2,每組設(shè)計流量為1.042 m3/s,從曝氣池流出的混合液進(jìn)入配水井,經(jīng)過集配水并分配流量后流進(jìn)輻流沉淀池。(1) 沉淀池表面積其中,:設(shè)計流量;:表面負(fù)荷,一般采用0.51.5 設(shè)計中取(2)沉淀池直徑設(shè)計取直徑為56.45m,則半徑為28.23m。(3) 沉淀池有效水深其中:沉淀時間(h),一般采用1.53.0h設(shè)計中取t=2.5h,則有(4) 徑深比(5)污水部分所需容積其中,:污水平均流量(m3/s);:污泥回流比(%);:曝氣池中污泥濃度(mg/l);:二沉池排泥濃度(mg/l)設(shè)計中取, 其中,:污泥容積指數(shù),一般采用70150;:系數(shù),一般采用1.2.設(shè)計中取(6)沉淀池高度式中,:沉淀池超高(m),一般采用0.30.5m;:沉淀池緩沖層高度(m),一般采用0.3m;:沉淀池底部圓錐體高度(m);:沉淀池污泥區(qū)高度(m)。設(shè)計中取,根據(jù)污泥部分容積過大及二沉池污泥的特點(diǎn),采用機(jī)械刮吸泥機(jī)連續(xù)排泥,池底坡度為0.05.式中:沉淀池半徑(m);:沉淀池進(jìn)水豎井半徑(m),一般采用1.0m;:沉淀池池底坡度,設(shè)計中取,式中:污泥部分所需容積;:沉淀池底部圓錐體容積,(7)進(jìn)水管計算進(jìn)水管設(shè)計流量:單池設(shè)計流量(m3/s);R:污泥回流比(%);:單池污泥平均流量(m3/s)。設(shè)計中取,,R=50%則進(jìn)水管管徑?。?)進(jìn)水豎井計算進(jìn)水豎井直徑采用進(jìn)水豎井采用多孔配水,配水口尺寸,共設(shè)14個沿井壁均勻分布;流速(0.150.2)符合要求;孔距(9)穩(wěn)流筒計算筒中流速:(設(shè)計中取0.03)穩(wěn)流筒過流面積穩(wěn)流筒直徑:(10)出水槽計算采用雙邊三角堰出水槽集水,出水槽沿池壁環(huán)形布置,環(huán)形槽中水流由左右兩側(cè)匯入出水口。每側(cè)流量集水槽流速槽內(nèi)終點(diǎn)水深槽內(nèi)起點(diǎn)水深槽內(nèi)臨界水深式中,:系數(shù),一般采用1,所以,設(shè)計中取出水堰后自由跌落0.10m,集水槽高度0.1+1.54=1.64m,集水槽斷面尺寸為:(11)出水堰計算三角堰單堰流量三角堰數(shù)量集水堰總長度堰上水頭堰上負(fù)荷式中,:集水堰外側(cè)堰長;:集水堰內(nèi)側(cè)堰長;Q:進(jìn)水流量:b:三角堰單寬設(shè)計中取,水槽距池壁0.5m(12)出水管出水管直徑D=1000mm(13)排泥裝置沉淀池底部采用周邊傳動刮吸泥機(jī),周邊傳動刮吸泥機(jī)的線速度為23m/min,刮吸泥機(jī)底部沒有刮泥板和吸泥管,利用靜水壓力將污泥吸入污泥槽,沿進(jìn)水豎井中的排泥管將污泥排出池外。(14)集配水井的設(shè)計計算1)配水井中心管直徑:中心管內(nèi)污水流速設(shè)計中取,設(shè)計中取1.60m2)配水井直徑其中,:配水井內(nèi)污水流速(m/s),一般采用設(shè)計中取,設(shè)計中取2.90m3)集水井直徑其中,:集水井內(nèi)污水流速(m/s),一般采用設(shè)計中取,設(shè)計取3.90m。4)進(jìn)水管直徑取進(jìn)入二沉池的管徑DN=900mm。校核流速:,符合要求。5)出水管直徑由前面結(jié)果可知,DN=1000mm,v=1.48m/s6)總出水管取出水管管徑D=1100mm,v=1.0m/s;集配水井內(nèi)設(shè)有超越閘門,以便超越。3.3.2 消毒設(shè)施計算污水經(jīng)以上構(gòu)筑物處理后,雖然水質(zhì)得到改善,細(xì)菌數(shù)量也大幅減少,但是細(xì)菌的絕對值仍然十分可觀,并有存在病原菌的可能。因此,污水在排放水體前,應(yīng)進(jìn)行消毒處理。本設(shè)計中,消毒劑選擇液氯,選擇平流式消毒接觸池作為消毒接觸池。(1) 消毒劑的投加1) 加氯量計算二級處理出水采用液氯消毒時,液氯投加量一般為510mg/l,本設(shè)計中液氯投量采用8.0mg/l。每日加氯量為:式中,:液氯投量;:污水設(shè)計流量,所以2)加氯設(shè)備液氯由真空轉(zhuǎn)子加氯機(jī)加入,加氯機(jī)設(shè)計兩臺,采用一用一備。每小時加氯量:設(shè)計中采用ZJ-1型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)。(2) 平流式消毒接觸池本設(shè)計采用2個3廊道平流式消毒接觸池,單池計算如下:1) 消毒接觸池容積:單池污水設(shè)計流量();t:消毒接觸時間(h),一般采用30min。設(shè)計取,t=30min2) 消毒接觸池表面積:消毒接觸池有效水深(m),設(shè)計中取3) 消毒接觸池池長:消毒接觸池廊道單寬(m),設(shè)計中取B=5m消毒接觸池采用3廊道,消毒接觸池池長:,設(shè)計中取50m。校核長寬比:,符合要求。4) 池高其中,:超高(m),一般采用0.3m5) 進(jìn)水部分每個消毒接觸池的進(jìn)水管管徑D=1000mm,v=1.48m/s。6) 混合采用管道混合的方式,加氯管線直接接入消毒接觸池進(jìn)水管,為增強(qiáng)混合效果,加氯點(diǎn)后接D=800mm的靜態(tài)混合器。7) 出水部分:消毒接觸池個數(shù);:流量系數(shù),一般采用0.42;b:堰寬,數(shù)值等于池寬(m)設(shè)計中取,m3.3.3 計量設(shè)備本設(shè)計的計量設(shè)備選用巴氏計量槽,選用的測量范圍為:0.171.30m/s,設(shè)計中取喉寬0.75m。(1)巴氏計量槽設(shè)計1)計量槽主要部分尺寸:漸縮部分長度喉部長度上游渠道寬度下游渠道寬度設(shè)計中取漸擴(kuò)部分長度2)計量槽總長度計量槽應(yīng)設(shè)在渠道的直線段上,直線段的長度不應(yīng)小于渠道寬度的810倍,在計量槽上游,直線段不應(yīng)小于渠寬的23倍,下游不小于45倍;計量槽上游直線段長為計量槽下游直線段長為計量槽總長L:3)計量槽的水位當(dāng)b=0.75m時:式中,:上游水深(m)。當(dāng)b=0.32.5m,時為自由流;取4)渠道水力計算上游渠道:過水?dāng)嗝婷娣eA:濕周f:水力半徑R:流速v:水力坡度i:,其中,:粗糙度,一般采用0.013下游渠道過水?dāng)嗝婷娣eA:濕周f:水力半徑R:流速v:水力坡度i:5)水廠出水管采用重力流鑄鐵管,流量Q=2.315 ,DN=1100mm,i=1.0。3.4 污泥處理構(gòu)筑物的計算污水處理廠在處理污泥的同時,每日要產(chǎn)生大量的污泥,這些污泥若不進(jìn)行有效處理,必然要對環(huán)境造成二次污染。這些污泥按其來源可分為初沉污泥和剩余污泥。3.4.1 初沉池污泥量的計算按去除水中懸浮物計算其中,Q:設(shè)計流量;:生活污水量總變化系數(shù);:進(jìn)水懸浮物濃度();:出水懸浮物濃度();:污泥容重(),一般采用1000;:污泥含水率(%)。設(shè)計中取T=4h,初沉池污泥量以每次排泥時間30min計,每次排泥量95.04=0.0264 m3/s3.4.2 剩余污泥量的計算(1)曝氣池每日增加的污泥量其中,:曝氣池進(jìn)水濃度(mg/l);:曝氣池出水濃度(mg/l);Y:污泥產(chǎn)率系數(shù),一般采用0.50.7,Q:污水平均流量();V:曝氣池容積();揮發(fā)性污泥濃度MLVSS(mg/l);污泥自身氧化率,一般采用0.040.1.根據(jù)前面計算結(jié)果,設(shè)計取,Y=0.6,Q=.,V= ,(2)曝氣池每日排出的剩余污泥量其中,:0.75,:回流污泥濃度(mg/l)。設(shè)計中取3.4.3 污泥濃縮池的計算設(shè)計選用豎流濃縮池進(jìn)入濃縮池的剩余污泥量0.0157,采用2個濃縮池,則單池流量:(1)中心管泥管面積:中心進(jìn)泥管設(shè)計流量;:中心進(jìn)泥管流速,一般采用;:中心進(jìn)泥管直徑(m)。設(shè)計中取,設(shè)計取,每池的進(jìn)泥管采用DN300mm。管內(nèi)流速(2)中心管泥管喇叭口與反射板之間的縫隙高度其中,:污泥從中心進(jìn)泥管喇叭口與反射板之間的縫隙流出速度(m/s),一般采用0.020.03m/s;:喇叭口直徑(m)。設(shè)計中取,(3) 濃縮后分離出的污水量Q:進(jìn)入濃縮池的污泥量(m3/s);P:濃縮前污泥含水率,一般采用99%;:濃縮后污泥含水率,一般采用97%。 (4)濃縮池水流部分面積其中,:污水在濃縮池內(nèi)上升流速(m/s),設(shè)計中?。?)濃縮池直徑,設(shè)計中取9.8m(6)有效水深其中,:濃縮時間(h),一般采用1016h;設(shè)計中取t=10h(7)濃縮后剩余污泥量(8)濃縮池污泥斗容積污泥斗設(shè)在濃縮池的底部,采用重力排泥。式中,:污泥斗傾角,圓型池底污泥斗傾角;污泥斗底部半徑(m),一般采用;R:濃縮池半徑(m)。設(shè)計中采用,污泥斗容積為:(9)污泥在污泥斗中停留時間(10)濃縮池總高度其中,:超高(m);:緩沖層高度(m)。設(shè)計中取,(11)溢流堰濃縮池溢流出水經(jīng)過溢流堰進(jìn)入出水槽,然后匯入出水管排出。出水槽流量q=0.0050 m3/s,設(shè)出水槽寬b=0.15m,水深0.05m,則水流速為0.24m/s。溢流堰周長:溢流堰采用單側(cè)三角形出水堰,三角堰頂寬0.16,深0.08m,每格沉淀池有110個三角堰。三角堰流量為:三角堰水深三角堰后自由跌落0.1m,則出水堰水頭損失為0.1128m(12)溢流管溢流水量0.0050 m3/s,設(shè)溢流管管徑DN300mm,管內(nèi)流速v=0.071m/s(13)排泥管濃縮后剩余污泥量0.0025 ,泥量很小,采用間歇排泥方式,污泥斗容積38.39 ,污泥管道選用DN300mm,每次排泥時間0.5h,每次排泥2次,間隔時間12h。每次排泥量q=105.62 =0.0293 m3/s管內(nèi)流速3.4.4 貯泥池的計算貯泥池用來貯存來自初沉池和濃縮池的污泥。由于污泥量不大,本設(shè)計采用2座貯泥池,貯泥池采
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