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構(gòu)筑物設(shè)計與計算構(gòu)筑物設(shè)計與計算構(gòu)筑物設(shè)計與計算構(gòu)筑物設(shè)計與計算編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址:電話:傳真:郵編:構(gòu)筑物設(shè)計與計算格柵設(shè)計說明設(shè)置格柵的目的是用以去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較大懸浮物,如木片、皮毛、果皮等,保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行。這里設(shè)計2座粗格柵和2座細格柵。設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量:Q=40000m3/d=1667m3/h=s總變化系數(shù)k=最大設(shè)計流量:Qmax=×=m3/s粗格柵:過柵流速v=s;柵前水深h=m;柵條間隙寬度b=mm;格柵安裝角度α=60°;柵條寬度S=;單位柵渣量W=m3/103m3廢水。粗格柵設(shè)計計算格柵直接安置于排水渠道中。格柵如圖所示:圖格柵示意圖(1)柵條間隙數(shù)式中:Qmax——最大設(shè)計流量,m3/s;——格柵傾角,度;b——柵條間隙,m;h——柵前水深,m;v——過柵流速,m/s;——經(jīng)驗修正系數(shù)。,取n=67條。(2)格柵槽總寬度(3)進水渠道漸寬部分的長度L1設(shè)進水渠道寬B1=m,其漸寬部分展開角度α1=20°(4)格柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度L2(5)通過格柵水頭損失(柵條斷面為銳邊矩形)式中:h1——過柵水頭損失,m;h0——計算水頭損失,m;ζ——阻力系數(shù);g——重力加速度,?。籯——系數(shù),格柵受污物堵塞后,水頭損失增大數(shù)倍,一般采用k=3;β——系數(shù),與斷面形狀有關(guān);S—格條寬度,m;d——柵條凈隙,mm;v——過柵流速,m/s;α——格柵傾角,度。=(6)柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高h2=m,則H=h+h1+h2=++=H1=h+h2=(柵前渠道深)(7)格柵總長度L=++++=m (8)每日柵渣量柵渣量(m3/103m3污水),取~,粗格柵用小值,細格柵用大值,粗格柵用小值取W1=m3/103m3Kz=,則:式中:——最大設(shè)計流量,m3/s;W1——柵渣量(m3/103m3污水),取103m3;(采用機械清渣)水泵的選擇設(shè)計水量40000m3/d選擇4臺潛污泵(3用1備)Q平==所需揚塵6m選擇350QZ-100型軸流式潛水電泵細格柵設(shè)計計算(細格柵:過柵流速v=m/s;柵前水深h=m;柵條間隙寬度b=mm;格柵安裝角度α=60°;柵條寬度S=m;單位柵渣量W=103m3廢水。1)柵條間隙數(shù),取n=62條。(2)柵槽寬度(3)進水渠道漸寬部分的長度L1設(shè)進水渠道寬B1=m,其漸寬部分展開角度α1=20°(4)格柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度L2(5)通過格柵水頭損失(柵條斷面為銳邊矩形)(6)柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高h2=mH=h+h1+h2=++=mH1=h+h2=(柵前渠道深)(7)格柵總長度L=++++=m (8)每日柵渣量柵渣量(m3/103m3污水),取~,細格柵用大值取W1=103m3,Kz=,則:機械清渣沉砂池設(shè)計說明設(shè)置沉砂池的目的就是去除污水中泥沙、煤渣等相對密度較大的無機顆粒,以防管道堵塞、設(shè)備磨損、降低活性污泥活性和影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的運行。設(shè)計2組沉砂池。設(shè)計選型按照池型,沉砂池可以分為平流式沉砂池、曝氣沉砂池、豎流式沉砂池和旋流式沉砂池。平流式沉砂池具有不易控制流速,沉沙中有機物顆粒含量較高、排沙常需要洗砂處理等缺點;豎流式沉砂池除砂效果差,運行管理不便,國內(nèi)外污水處理廠極少采用;曝氣沉砂池使得污水中含有大量氧氣,影響后續(xù)脫氮除磷效果;旋流式沉砂池是利用機械力控制流態(tài)和流速,加速砂礫沉淀,沉淀效果好,占地省。因此,選用旋流式沉砂池。旋流式沉砂池——鐘式沉砂池廢水應(yīng)用廣泛,其原理是污水由流入口切線方向流入沉砂區(qū),利用電動機及傳動裝置帶動轉(zhuǎn)盤和斜坡式葉片,由于所受離心力的不同,把砂粒甩向池壁,掉入砂斗,有機物則被送回廢水中。調(diào)整轉(zhuǎn)速,可達到最佳沉砂效果。沉砂用壓縮空氣經(jīng)砂提升管、排砂管清洗后排出,清洗水回流至沉砂區(qū)。圖鐘式沉砂池各部分尺寸根據(jù)廢水處理量的不同,鐘式沉砂池可分為不同的型號,其產(chǎn)品型號與主要尺寸如下表所示:表產(chǎn)品規(guī)格型號及主要尺寸(鋼結(jié)構(gòu))型號流量m3/h功率(kw)ABCDEFGHL180183010003056103001400300500110036021301000380760300140030050011006002430100045090030013504005001150XSC10100030501000610120030015504505001350XSC18180036501500750150040017006005001450最大設(shè)計流量Q=m3/h,單組設(shè)計流量Qmax=m3/h,因此選擇兩組型號為XSC10的鐘式沉砂池,其相關(guān)尺寸為A=,B=,C=,D=,E=,F(xiàn)=,G=,H=,L=。沉砂池計算沉砂池設(shè)計原則沉砂池的作用是從污水中分t相對密度較大的無機顆粒在顆粒物質(zhì)的表曲還MA一些粘性有機物,這些貓性有機物是極Fla敗的污泥,因此。這些顆粒物質(zhì)都應(yīng)在沉砂池中被去除沉砂池有三種形式:平流式、曝氣式,豎流式,禍流式。本設(shè)計采用平流沉砂池口旋流沉砂池的設(shè)計要求本設(shè)計選用旋流沉砂池(鐘式沉砂池)共原理是利用水力潤流使泥沙和有機物分開,加速砂粒的沉淀,以達到除砂的目的口旋流沉砂池的設(shè)計,應(yīng)符合下列姜求;(1)g高時流量的停留時間不應(yīng)小于3o5:(2)設(shè)計水力表面負荷宜為150-200/(m2.h);(3)有效水深宜為^.池徑與池深比宜為^:(4)池中應(yīng)設(shè)立式槳葉分離機口(5)污水的沉砂量,可按每立方米污水。03L計算;合流制污水的沉砂星應(yīng)根據(jù)實際隋況確定(的砂斗容積不應(yīng)火」-Zd的沉砂景.采用重力排砂時,砂斗斗壁與水平面的傾角不應(yīng)小于55口。(7)沉砂池除砂宜采用機械方法。并經(jīng)砂水分離后貯存或外運。采用人工排砂時排砂管直徑不應(yīng)小于200-排砂昔應(yīng)考慮防堵寨措施旋流沉砂池的設(shè)計計算平均流量Q=40000m3/d=s沉砂池的直徑D=式中:Q----設(shè)計流量/sq----表面負荷m3/(·h),取200/(·h)則D=(m)設(shè)計中去2沉砂池有效水深h2=式中:t-------水力停留時間,s設(shè)計中取35sh2=D/h2=,符合條件3沉砂室所需體積V=式中:Qd-----平均流量/sX------城市污水沉砂量/污水,一般采用30/污水T----清除沉砂的間隔,d,設(shè)計中去T=1dV==()4沉砂斗容積V’=式中:d-----沉砂斗上口直徑,m,設(shè)計中去---沉砂斗圓柱體的高度,m,設(shè)計中取----沉砂斗圓臺體的高度,m,r------沉砂斗下底直徑,一般采用~,設(shè)計中取==V’=(m3)符合要求5沉砂室總高H=h1+h2+h3+h4+h5式中:h1----沉砂池超高,m,一般采用~,設(shè)計中取----沉砂池緩沖層高度,m=H=++++=6進水渠道進水渠與渦流沉砂池呈切線方向進水,以提供渦流的初速度渠寬式中:----進水渠道寬度,mV1-----進水流速,一般采用~s,設(shè)計中取s)---進水渠道水深,m,設(shè)計中取=校核V=進水渠道長度=7=7出水渠道出水渠道和進水渠道建在一起,中建設(shè)閘板,以便在沉砂池檢修時超越沉砂池,兩渠道夾角360,最大限度的延長沉砂池內(nèi)的水力停留時間。渠寬直線段長度滿足L’=即可8排砂裝置采用空氣提升器排砂,排砂時間每日一次,每次1~2小時,所需空氣量為排沙量的15~20倍,排砂經(jīng)砂水分離器,水排至提升泵站,砂曬干填埋。初次沉淀池1)平流式沉淀池的設(shè)計選型:平流式沉淀池單池表面積A池子的直徑則D=33m沉淀池的有效水深設(shè)污水在沉淀池內(nèi)的沉淀時間2h則沉淀池的有效水深為符合要求實際水面面積核算表面符合:沉淀池部分有效容積污泥部分所需容積VS--每人每日污泥量取S=N--設(shè)計人口取20000人,T為兩次去除污泥的間隔時間取4h污泥斗容積V1--污泥斗高度,污泥斗的上部半徑取,污泥斗的下部半徑取污泥斗以上圓錐部分污泥容積V2==i為池子的坡度取R為池子半徑沉淀池的總高HH=+3++=沉淀池池邊高=++3=污泥總?cè)莘eV=+=校核徑深比=11符合要求水解酸化池設(shè)計計算1.水解池的容積水解池的容積式中:——水解池容積,m3;——總變化系數(shù),;——設(shè)計流量,m3/h;——水力停留時間,h,取9h;則分為4格,每格的長為35m,寬為35米,設(shè)備中有效水深高度為5m,則每格水解池容積為6125m3,4格的水解池體積為24500m3。2水解池上升流速校核已知反應(yīng)器高度為:;反應(yīng)器的高度與上升流速之間的關(guān)系如下:式中:——上升流速(m/h);——設(shè)計流量,m3/h;——水解池容積,m3;——反應(yīng)器表面積,m2;——水力停留時間,h,取9h;則水解反應(yīng)器的上升流速,符合設(shè)計要求。中沉池設(shè)計說明設(shè)置二沉池的作用是使混合液澄清,實現(xiàn)固液分離,以達到回流污泥和排除剩余污泥的作用。為了使沉淀池內(nèi)的水流更穩(wěn)定、進出水配水更加均勻、存排泥更加方便,常常采用圓形中心進水,周邊出水的輻流式二沉池,共2座。二沉池面積按表面負荷法計算。設(shè)計參數(shù)單組二沉池最大設(shè)計流量Qmax=m3/s;表面負荷為m3/(m2?h);沉淀時間t=h。圖輻流式沉淀池計算簡圖設(shè)計計算(1)沉淀池的設(shè)計與計算①池表面積A②池子直徑D?。―=56m)③有效水深h2④校核沉淀池直徑與有效水深之比應(yīng)為6~12,這里符合規(guī)范。⑤沉淀部分有效容積V⑥沉淀池底坡度差h4設(shè)池底坡度i=,污泥斗上底,則⑦污泥斗高度h5設(shè)污泥斗上底,下底,夾角,則⑧沉淀池總高度H設(shè)超高取m,緩沖層取m,則(2)進水系統(tǒng)的設(shè)計與計算①進水管計算單池設(shè)計污水流量進水管設(shè)計流量設(shè)流速v=m/s,則取管徑D1=m=700mm,坡降為1000i=。②進水豎井計算進水豎井采用,流速為進水口的總面積設(shè)置6個進水口沿井壁均勻分布,每個進水口面積為m2,尺寸為×m2。③穩(wěn)流筒計算取筒中流速穩(wěn)流筒過流面積穩(wěn)流筒直徑(3)出水系統(tǒng)的設(shè)計與計算①設(shè)計流量單池設(shè)計流量環(huán)形集水槽內(nèi)流量②環(huán)形集水槽設(shè)計采用周邊集水槽,單側(cè)集水,每池只有一個總出水口,安全系數(shù)k取集水槽寬度取集水槽起點水深為集水槽終點水深為設(shè)跌落高度為m,溢流堰高度為m,則集水槽總高度為③出水溢流堰的設(shè)計(采用90°出水三角堰)堰上水頭(三角口底部至上游水面的高度)H1=m(H2O)每個三角堰的流量三角堰個數(shù)個,這里取830個三角堰中心距④進出水擋板進出口應(yīng)該設(shè)置擋板,高出池內(nèi)水面~m,擋板淹沒水深:進口處不小于m,一般為~m,出口處一般為~m,擋板位置:距進口處~m,距出口處~m。生物接觸氧化池設(shè)計計算:(1)生物接觸氧化池一般不應(yīng)少于2座;(2)設(shè)計時采用的BOD5負荷最好通過實際確定。也可以采用經(jīng)驗數(shù)據(jù),一般處理城市污水可用~(m3·d),處理BOD5≤500mg/L的污水時可用~kgBOD5/(m3·d);(3)污水在池中的停留時間不應(yīng)小于1~2h(按有效容積計);(4)進水BOD5濃度過高時,應(yīng)考慮設(shè)出水回流系統(tǒng);(5)填料層高度一般大于m,當(dāng)采用蜂窩填料時,應(yīng)分層裝填,每層高度為1m,蜂窩孔徑不小于25mm;當(dāng)采用小孔徑填料時,應(yīng)加大曝氣強度,增加生物膜脫落速度;(6)每單元接觸氧化池面積不宜大于25m2,以保證布水、布氣均勻;(7)氣水比控制在(10~15):1。因廢水的有機物濃度較高,本次設(shè)計采用二段式接觸氧化法。設(shè)計一氧池填料高取,二氧池填料高取3m。填料容積負荷Nv=kgBOD5/(m3*d)]式中Nv—接觸氧化的容積負荷,kgBOD5/(m3*d);Se—出水BOD5值,mg/l污水與填料總接觸時間t=24*S0/(1000*Nv)=24*231/(1000*=(h)式中S0——進水BOD5值,mg/L。設(shè)計一氧池接觸氧化時間占總接觸時間的60%:t1==*=(h)設(shè)計二氧池接觸氧化時間占總接觸時間的40%:t2==*=(h)接觸氧化池尺寸設(shè)計一氧池填料體積V1V1=Qt1=1500*24=144m3一氧池總面積A1-總:A1-總=V1/h1-3=144/=(m2)>25m2一氧池格數(shù)n取2格,設(shè)計一氧池寬B1取4米,則池長L1:L1=144/*4)=剩余污泥量:在《生物接觸氧化池設(shè)計規(guī)程》中推薦該工藝系統(tǒng)污泥產(chǎn)率為~kgDS/kgBOD5,含水率96%~98%。本設(shè)計中,污泥產(chǎn)率以Y=kgBOD5,含水率97%。則干污泥量用下式計算:WDS=YQ(S0-Se)+(X0-Xh-Xe)Q式中WDS——污泥干重,kg/d;Y——活性污泥產(chǎn)率,kgDS/kgBOD5;Q——污水量,m3/d;S0——進水BOD5值,kg/m3;Se——出水BOD值,kg/m3;X0——進水總SS濃度值,kg/m3;Xh——進水中SS活性部分量,kg/m3;Xe——出水SS濃度值,kg/m3;。設(shè)該污水SS中60%可為生物降解活性物質(zhì),泥齡SRT取5d,則一氧池污泥干重:WDS=*1500*5*(-)+(-*-)*1500×5=(kg/5d)污泥體積:QS=WDS/(1-97%)=(1000*=泥斗容積計算公式Vs=(1/3)*h(A’+A’’+sqr(A’*A’’)式中Vs——泥斗容積,m3;h——泥斗高,m;A’——泥斗上口面積,m2;A’’——泥斗下口面積,m2;設(shè)計一氧池泥斗高,泥斗下口取×,則一氧池泥斗體積:Vs1=(1/3)**++sqr*=(m3)>m3一氧池超高h1-1取,穩(wěn)定水層高h1-2取,底部構(gòu)造層高h1-4取,則一氧池總高H1:H1=h1-1+h1-2+h1-3+h1-4+h泥斗=++++=(m)則一氧池尺寸:L1*B1*H1=**二氧池填料體積V1V2=Qt2=1500*24=二氧池總面積A1-總:A2-總=V2/h2-3=3=(m2)>25m2二氧池格數(shù)n同樣取2格,設(shè)計二氧池寬B1取4米,則池長L2:L2=4=設(shè)該污水SS中60%可為生物降解活性物質(zhì),泥齡SRT取5d,則二氧池污泥干重:WDS=*1500*5*(-)+(-*-)*1500×5=(kg/5d)污泥體積:QS=WDS/(1-97%)=(1000*=本設(shè)計接觸氧化池泥斗高,泥斗下口取×,則二氧池泥斗體積:Vs2=(1/3)**++sqr*=(m3)>m3二氧池超高h2-1取,穩(wěn)定水層高h2-2取,底部構(gòu)造層高h2-4取,則一氧池總高H2:H2=h2-1+h2-2+h2-3+h2-4+h泥斗2=++3++=(m)則二氧池尺寸:L2*B2*H2=**一氧池污泥和二氧池污泥匯合。污泥量=+=m3,選用DN175mm排污管,流速=s,i=%,排泥時間=。校核BOD負荷BOD容積負荷為:I=QS0/[(V1+V2)*1000]=1500*231/[(144+*1000]=[kg/(m3*d)]BOD去除負荷為:I’=Q(S0-Se)/[(V1+V2)*1000]=1500*/[(144+*1000]=[kg/(m3*d)]均符合設(shè)計要求。接觸氧化池需氣量計算Q氣=D0*Q=18*1500=27000(m3/d)=(m3/min)式中Q氣—需氣量,m3/d,D0—1m3污水需氣量,m3/m3,一般為15~20m3/m3;Q—污水日平均流量,m3/d一氧池需氣量:Q1-氣=Q氣=*=(m3/min)二氧池需氣量:Q2-氣=Q氣=*=(m3/min)接觸氧化池曝氣強度校核:一氧池曝氣強度:Q1-氣/A1=2)=[m3/(m2*min)]=[m3/(m2*h)]二氧池曝氣強度:Q2-氣/A1=2=[m3/(m2*min)]=[m3/(m2*h)]二池均滿足《生物接觸氧化法設(shè)計規(guī)程》要求范圍的[10~20m3/(m2*h)].綜合以上計算,接觸氧化池總需氣量Q氣=m3/min,加上15%的工程預(yù)算QS=*(1+15%)=m3/min據(jù)資料,經(jīng)濟的厭氧池高度一般為4~6m,并且大多數(shù)情況下這也是系統(tǒng)優(yōu)化的運行范圍。厭氧池的池形有矩形、方形和圓形。圓形厭氧池具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點,但是建造圓形厭氧池的三相分離器要比矩形和方形的厭氧池復(fù)雜得多。因此本次設(shè)計先用矩形厭氧池,從布水均勻性和經(jīng)濟考慮,矩形厭氧池長寬比在2:1左右較為合適。厭氧池容積計算(1)有效容積設(shè)計流量:200m3/d每小時設(shè)計容積負荷為Nv=進水:CODCr≥450mg/L出水:CODCr≤50mg/L則厭氧池有效容積為:V1=200×(450-50)×2=40m3(2)厭氧池總?cè)莘e設(shè)計厭氧池有效高度為h=4m,則橫截面積S=40/4=10m2設(shè)計厭氧池長約為寬的2倍,則可取L=,B=;一般應(yīng)用時厭氧池裝液量為70%~90%,本工程中設(shè)計反應(yīng)器總高度為H=,其中超高。厭氧池的總?cè)莘eV=××6=58m3,有效容積為40m3,則體積有效系數(shù)為69%,符合有機負荷要求。(3)水力停留時間(HRT)和水力負荷率V2T=(40/200)×24=,V2=(200/24)/10=對于顆粒污泥,水力負荷V2=~m3/,符合要求。進水分配系統(tǒng)的設(shè)計本次設(shè)計采用一管多點的布水方式,布水點數(shù)量與處理廢水的流量、進水濃度、容積負荷等因素有關(guān)。為配水均勻,出水孔孔徑一般為10~20mm,常采用15mm,孔口向下或與垂線成呈450方向,為了使穿孔管各孔出水均勻,要求出口流速不小于2m/s.本厭氧池采用連續(xù)進料方式,布水孔孔口向下,有利于避免管口堵塞,而且由于厭氧池底部反射散布作用,有利于布水均勻。為了增強污泥與廢水之間的接觸,減少底部進水管的堵塞,建議進水點距厭氧池底200~250mm,本次設(shè)計布水管離厭氧池底部200mm二沉池設(shè)計說明設(shè)置二沉池的作用是使混合液澄清,實現(xiàn)固液分離,以達到回流污泥和排除剩余污泥的作用。為了使沉淀池內(nèi)的水流更穩(wěn)定、進出水配水更加均勻、存排泥更加方便,常常采用圓形中心進水,周邊出水的輻流式二沉池,共2座。二沉池面積按表面負荷法計算。設(shè)計參數(shù)單組二沉池最大設(shè)計流量Qmax=m3/s;表面負荷為m3/(m2?h);沉淀時間t=h。圖輻流式沉淀池計算簡圖設(shè)計計算(1)沉淀池的設(shè)計與計算①池表面積A②池子直徑D?。―=56m)③有效水深h2④校核沉淀池直徑與有效水深之比應(yīng)為6~12,這里符合規(guī)范。⑤沉淀部分有效容積V⑥沉淀池底坡度差h4設(shè)池底坡度i=,污泥斗上底,則⑦污泥斗高度h5設(shè)污泥斗上底,下底,夾角,則⑧沉淀池總高度H設(shè)超高取m,緩沖層取m,則(2)進水系統(tǒng)的設(shè)計與計算①進水管計算單池設(shè)計污水流量進水管設(shè)計流量設(shè)流速v=m/s,則取管徑D1=m=700mm,坡降為1000i=。②進水豎井計算進水豎井采用,流速為進水口的總面積設(shè)置6個進水口沿井壁均勻分布,每個進水口面積為m2,尺寸為×m2。③穩(wěn)流筒計算取筒中流速穩(wěn)流筒過流面積穩(wěn)流筒直徑(3)出水系統(tǒng)的設(shè)計與計算①設(shè)計流量單池設(shè)計流量環(huán)形集水槽內(nèi)流量②環(huán)形集水槽設(shè)計采用周邊集水槽,單側(cè)集水,每池只有一個總出水口,安全系數(shù)k取集水槽寬度取集水槽起點水深為集水槽終點水深為設(shè)跌落高度為m,溢流堰高度為m,則集水槽總高度為③出水溢流堰的設(shè)計(采用90°出水三角堰)堰上水頭(三角口底部至上游水面的高度)H1=m(H2O)每個三角堰的流量三角堰個數(shù)個,這里取830個三角堰中心距④進出水擋板進出口應(yīng)該設(shè)置擋板,高出池內(nèi)水面~m,擋板淹沒水深:進口處不小于m,一般為~m,出口處一般為~m,擋板位置:距進口處~m,距出口處~m。(4)排泥系統(tǒng)設(shè)計計算①污泥部分所需容積設(shè)二沉池污泥含水率p0=99%,污泥容重γ=t/m3,經(jīng)反應(yīng)池后SS去除50%,因此,二沉池中進水懸浮物濃度C1=120mg/L,則式中:C1——進水懸浮物濃度,t/m3;C2——出水懸浮物濃度,t/m3;T——兩次清除污泥間隔時間,d,取1/6d;Kz——生活污水量變化系數(shù);γ——污泥容重,t/m3;取;p0——污泥含水率,%。②共可貯存污泥斗體積設(shè)污泥斗上底半徑,下底半徑,污泥斗傾角,梯形部分坡度為,則污泥斗容積底部落差底坡部分貯存污泥體積共可貯存污泥體積為>23m3污泥濃縮池設(shè)計說明污泥濃縮池的作用是去除污泥中的間隙水,減小污泥體積。污泥濃縮法有多種,這里采用的是重力濃縮法。其對應(yīng)構(gòu)筑物為重力濃縮池。污泥濃縮池間歇運行,運行周期24h,其中各構(gòu)筑物排泥、污泥泵抽送污泥時間設(shè)為h~h,污泥的濃縮時間取h,濃縮池的排水時間取h,閑置時間取h~h。設(shè)計參數(shù)初沉池:Q1=274m3

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