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文檔簡介
華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第一部分:設(shè)計說明書 第1章:緒論水是分布廣泛而又十分重要的自然資源。它孕育和滋養(yǎng)了地球上的一切生物,并從各個方面為人類社會服務(wù)。水的用途大致有以下幾個方面:生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、漁業(yè)用水、交通運輸用水等。一般情況下,與人類生活和生產(chǎn)密切相關(guān)的前三種用水不能大規(guī)模取用海洋咸水,而只能取用淡水。1.1 我國城市污水處理現(xiàn)狀 城市污水處理一般分為三級: 一級處理,系應(yīng)用物理處理法去除污水中不溶解的污染物和寄生蟲卵; 二級處理,系應(yīng)用生物處理法將污水中各種復(fù)雜的有機物氧化降解為簡單的物質(zhì); 三級處理,系應(yīng)用化學(xué)沉淀法、生物化學(xué)法、物理化學(xué)法等,去除污水中的磷、氮、難降解的有機物、無機鹽等。 至于采取哪級處理比較合理,應(yīng)視對最終排出物的處理要求而定。通常以一級處理為預(yù)處理,二級處理為主體,三級處理很少使用。一般工廠排出的污水,至少應(yīng)采取兩級處理。由于二級處理排出的污泥有可能造成二次污染,因此,還要進行污泥處理。 我國現(xiàn)有城市污水處理廠80以上采用的是活性污泥法,其余采用一級處理、強化一級處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。我國80年代以前建設(shè)的城市污水處理廠大部分采用普通曝氣法活性污泥處理工藝,由于該工藝主要以去除BOD和SS為主要目標(biāo),對氮磷的去除率非常低。為了適應(yīng)水環(huán)境及排放要求,一些污水處理廠正在進行改造,增加或強化脫氮和除磷功能。 AB法污水處理工藝于80年代初開始在我國應(yīng)用于工程實踐。由于其具有抗沖擊負(fù)荷能力強、對pH值變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用的特點,故主要應(yīng)用于污水濃度高、水質(zhì)水量變化較大,特別是工業(yè)污水所占比例較高的城市污水處理廠。 目前氧化溝工藝是我國采用較多的污水處理工藝技術(shù)之一。應(yīng)用較多的有奧貝爾氧化溝工藝,由我國自行設(shè)計、全套設(shè)備國產(chǎn)化,已有成功實例。DE型氧化溝和三溝式氧化溝在中高濃度的中小型城市污水處理中也有應(yīng)用。采用卡羅塞爾氧化溝工藝的城市污水處理廠大部分為外貸項目。 多種類型的SBR工藝在我國均有應(yīng)用,如屬第二代SBR工藝的ICEAS工藝,屬第三代的CAST工藝、UNITANK工藝等。 隨著我國對水環(huán)境質(zhì)量要求的提高,修訂后的國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB89781996)也越來越嚴(yán),特別是對出水氮、磷的要求提高,使得新建城市污水處理廠必須考慮氮磷的去除問題。由此開發(fā)了改良A/A/O工藝和回流污泥反硝化生物除磷工藝,并已開始在實際工程中應(yīng)用。1.2 我國污水處理存在的問題我國城鎮(zhèn)經(jīng)濟快速發(fā)展,水污染卻非常嚴(yán)重,2008年國家GDP仍處于超計劃完成,而節(jié)能減排的指標(biāo)非但沒有達到,反而更加惡化,今后的目標(biāo)更艱巨。我國存在污水廠升級改造、污泥處置、再生水回用等技術(shù),不斷提高污染物的削減能力等問題。1.2.1 城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)的改造問題城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)。對新建或擴建管網(wǎng)而言,均采用完全分流制,雖然投資較大,但對今后管網(wǎng)的運營管理以及污水處理廠的運營管理最為有利,另一種不完全分流制,將初雨溢流至污水管網(wǎng),進入污水處理廠處理。對于很多城鎮(zhèn)的老排水管網(wǎng),多數(shù)是合流制。有條件的片區(qū),應(yīng)改造成分流制。有的管網(wǎng)很難改造成分流制,可不必強求改為分流制,主張采用截流管道上設(shè)置溢流口,雨量較小時,仍與城鎮(zhèn)污水合并去污水處理廠統(tǒng)一處理,當(dāng)暴雨時超過一定流量時,由溢流井排至河道。一般截流倍數(shù)采用23。1.2.2 城鎮(zhèn)污水處理廠升級改造問題污水處理廠的升級改造問題包括技術(shù)路線、全新工藝、新型設(shè)備、節(jié)能技術(shù)和措施等等。污水處理廠通過升級改造,明顯提升了出水水質(zhì)指標(biāo),對作為集中污染源的污水處理廠來說,起到了顯著的減排功能,全國已經(jīng)開始行動。高碑店污水處理廠已正在改造,作為示范,將100萬m3/d的原二級出水標(biāo)準(zhǔn)改造升級為一級B標(biāo)準(zhǔn),再將其中47萬m3/d再升級為再生水回用。其他地區(qū)部分污水廠也正在進行。目前各大設(shè)計研究院采用的比較成熟的主流技術(shù)路線為:提高原有生物處理的除碳、脫氮及除磷功能,后續(xù)增加絮凝沉淀和快濾池,或者增加生物濾池。即將原有出水標(biāo)準(zhǔn)提高到一級B至一級A之間水平,再通過各種過濾池保證出水達到一級A或回用水基本指標(biāo)。為確保糞大腸桿菌指標(biāo)達標(biāo),不宜采用一般的紫外消毒,推薦二氧化氯或臭氧消毒。 三級出水改造為二級出水標(biāo)準(zhǔn)。 二級出水改造為一級B出水標(biāo)準(zhǔn),這是老廠改造的主流。重點是將生物池改造成A2/O系統(tǒng),提高生物量MLSS,降低負(fù)荷,加強對BOD的去除能力,并形成脫氮除磷工藝。具體是將生物池分格,增擴池容,增加內(nèi)回流,提高MLSS等,當(dāng)擴建場地受限制時,可采取部分池容增設(shè)填料或改成流化床,或改為生物濾池,或改造成MBR,或在二沉池前投加絮凝劑加強除磷及SS功能。 一級B改造成一級A標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前走向污水回用的主流。 一級A改造為回用水標(biāo)準(zhǔn)。由于回用水的用途不同,共分為五類回用水標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn),其深度處理工藝也有所不同,根據(jù)需要增加臭氧消毒、砂濾、生物濾池、混凝沉淀、活性炭粉末脫色除味等等及其他組合。 再生回用水解讀。一級A已屬深度處理,是深度處理的始端。再生回用水標(biāo)準(zhǔn),也屬深度處理,只是部分指標(biāo)高于一級A標(biāo)準(zhǔn),另一部分指標(biāo)低于一級A標(biāo)準(zhǔn)。再生回用水標(biāo)準(zhǔn)共6項。主要內(nèi)容為: 城市污水再生利用分類(GB/T18919-2002); 城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)(GB/T18920-2002),適用于廁所便器沖洗、道路清掃、消防、城市綠化、車輛沖洗、建筑施工雜用水; 城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)(GB/T18921-2002),適用于觀賞性景觀環(huán)境用水和娛樂性景觀環(huán)境用水; 城市污水再生利用回灌地下水水質(zhì)(GB/T119772-2005),適用于以城市污水再生水為水源在各級地下水飲用水源保護區(qū)外,以非飲用水為目的,采用地表回灌和井灌的方式進行地下回灌; 城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)(GB/T19923-2005),適用于以城市污水再生水為水源,作為工業(yè)冷卻水、洗滌用水、鍋爐用水、工藝用水、產(chǎn)品用水等用水水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn);城市污水再生利用農(nóng)田灌溉用水水質(zhì),適用于以城市污水處理廠出水為水源的農(nóng)業(yè)灌溉用水。上述標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容主要包括水質(zhì)控制項目、指標(biāo)極限、利用方式、取樣、監(jiān)測分析方法及頻率規(guī)定等。1.3 我國城市污水處理發(fā)展趨勢 目前我國新建及在建的城市污水處理廠所采用的工藝中,各種類型的活性污泥法仍為主流,占90以上,其余則為一級處理、強化一級處理、生物膜法及與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術(shù)。從國情出發(fā),我國城市污水處理發(fā)展趨勢: 氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的去除仍為重點也是難點; 工業(yè)廢水治理開始轉(zhuǎn)向全過程控制; 單獨分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理; 水質(zhì)控制指標(biāo)越來越嚴(yán); 由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝、設(shè)備、工程的綜合集成與產(chǎn)業(yè)化及經(jīng)濟、政策、標(biāo)準(zhǔn)的綜合性研究; 污水再生利用提上日程; 中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問題開始受到重視。1.4 污水處理工藝概述1.4.1 污水的物理處理法 生活污水和工業(yè)廢水都含有大量的漂浮物質(zhì)與懸浮物質(zhì),其中包括無極性和有機性兩類。由于污水來源廣泛,所以懸浮物質(zhì)含量變化幅度很大。從幾十到幾千毫克每升,甚至達數(shù)萬毫克每升。 污水物理處理法的主要去除對象是漂浮物、懸浮物質(zhì)。 采用的處理方法與設(shè)備主要有: 篩濾截留法:篩網(wǎng)、格柵、濾池與微濾機等 重力分離法:沉砂池、沉淀池、隔油池與氣浮等 離心分離法:離心機與旋流分離器等1.4.2 污水的生物處理法 氧化溝 氧化溝又稱循環(huán)曝氣池,是于50年代由荷蘭的巴斯維爾(Pasveer)所開發(fā)的一種污水生物處理技術(shù)。屬活性污泥法的一種變法。 氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀,平面多為橢圓形或圓形??傞L可達幾十米,甚至達百米以上。溝深取決于曝氣裝置,自2米至6米。單池的進水裝置比較簡單,只要伸入一根進水管即可。若雙池以上平行工作時,則應(yīng)設(shè)配水井。采用交替工作系統(tǒng)時,配水井內(nèi)還要設(shè)自動控制裝置,以變換水流方向。出水一般采用溢流堰式,宜于采用可升降式的,以調(diào)節(jié)池內(nèi)水深。采用交替工作系統(tǒng)時,溢流堰應(yīng)能自動啟閉,并于進水裝置相呼應(yīng)以控制溝內(nèi)水流方向。氧化溝采用的曝氣裝置可分為橫軸曝氣裝置和縱軸曝氣裝置兩種類型。除以上兩種類型曝氣裝置外,在國外采用的還有射流曝氣器和提升管式曝氣裝置。 常用的氧化溝系統(tǒng)有以下幾種:卡羅塞(Carrousel)氧化溝,交替工作氧化溝系統(tǒng),二次沉淀池交替運行氧化溝系統(tǒng),奧巴勒(Orbal)型氧化溝,曝氣-沉淀一體化氧化溝。 間歇式活性污泥處理系統(tǒng) 本工藝英文簡稱SBR工藝(Sequencing Batch Reactor)。又稱序批式活性污泥處理系統(tǒng)。 其工藝系統(tǒng)最主要特征是采用集有機污染物降解與混合液沉淀于一體的反應(yīng)器,即間歇曝氣池。與連續(xù)式活性污泥法系統(tǒng)相比,本工藝系統(tǒng)組成簡單,勿需設(shè)污泥回流設(shè)備,不設(shè)二沉池。曝氣池容積也小于連續(xù)式,建設(shè)費用與運行費用都很低。其工藝系統(tǒng)的特征如下: 在大多數(shù)情況下(包括工業(yè)廢水處理),無設(shè)置調(diào)節(jié)池的必要; SVI值較低,污泥易于沉淀,一般情況下不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象; 通過對運行方式的調(diào)節(jié),在單一的曝氣池內(nèi)能夠進行脫氮和除磷反應(yīng); 應(yīng)用電動閥液位計,自動計時器及可編程序控制器等自控儀表,可能使本工藝過程實現(xiàn)全部自動化,而由中心控制室控制; 運行管理得當(dāng),處理水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式。 AB法污水處理工藝 AB法污水處理工藝系吸附-生物降解(Adsorption-Biodegration)工藝的簡稱。是德國亞琛工業(yè)大學(xué)賓克(Bohnke)教授于70年代中期開創(chuàng)的。從80年代開始使用于生產(chǎn)實踐。 AB工藝的主要特征: 全系統(tǒng)共分預(yù)處理段、A段、B段等三段。在預(yù)處理段只設(shè)格柵、沉砂池等簡易處理設(shè)備,不設(shè)初沉池。 A段由吸附池和中間沉淀池組成,B段則由曝氣池及二次沉淀池所組成。 A段于B段各自擁有獨立的污泥回流系統(tǒng),兩段完全分開,各段能夠培育出各自獨特的,適于本段水質(zhì)特征的微生物種群。AB處理工藝在我國也得到應(yīng)用,主要用于處理城市污水。 生物濾池法 生物濾池是以土壤自凈原理為依據(jù),在污水灌溉的實踐基礎(chǔ)上,經(jīng)較原始的間歇砂濾池和接觸池而發(fā)展起來的人工生物處理技術(shù),已有百余年歷史。污水長時間以滴狀噴灑在塊狀濾料層的表面上,在污水流經(jīng)的表面上就會形成生物膜,待生物膜成熟后,棲息在生物膜上的微生物即攝取流經(jīng)污水中的有機物作為營養(yǎng)物,從而使污水得到凈化。進入生物濾池的污水,必須通過預(yù)處理去除原污水中的懸浮物等能夠堵塞濾料的污染物,并使水質(zhì)均化。處理城市污水的生物濾池前設(shè)初次沉淀池。濾料上的生物膜,不斷脫落更新,脫落的生物膜隨處理水流出。因此,生物濾池后也應(yīng)設(shè)沉淀池(二次沉淀池)予以截留。 生物轉(zhuǎn)盤法生物轉(zhuǎn)盤是于60年代由 原聯(lián)邦德國所開創(chuàng)的一種污水生物處理技術(shù)。其具有一系列的優(yōu)點,因此在國際范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用,在其構(gòu)造形式、系統(tǒng)組成、計算理論等方面都得到了一定的發(fā)展。生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)中,除核心裝置生物轉(zhuǎn)盤外,還包括污水預(yù)處理設(shè)備和二次沉淀池。二次沉淀池的作用是去除生物轉(zhuǎn)盤處理后的污水所攜帶的脫落生物膜。 第2章:設(shè)計任務(wù)與資料2.1 設(shè)計原始資料2.1.1 城市概況 永豐縣于北宋至和元年(1054)設(shè)縣,至今已有九百余年歷史,是宋代文學(xué)家歐陽修的故鄉(xiāng)。境內(nèi)山清水秀,物阜民豐,素有“糧油之鄉(xiāng)”的美稱。 境內(nèi)南北長約97km,東西寬約62 km,形狀略呈亞鈴狀,全縣總面積2695 km2(合404萬畝),占全省總面積的1.61%。其中耕地面積52.87萬畝(水田48.91萬畝,旱地3.96萬畝);山地304萬畝;水域9.25萬畝;村鎮(zhèn)、道路和其他面積37.88萬畝。是個“七分山半分田,一分水面道路和莊園”的地理輪廓。永豐縣城位于恩河段上游、座落在佐龍鄉(xiāng)和橋南鄉(xiāng)境內(nèi)、橫跨恩江河的南北兩岸,是永豐縣政治、經(jīng)濟、文化中心;以制藥工業(yè)為主體,農(nóng)林加工業(yè)配套齊全的輕工業(yè)縣城??h城境內(nèi)交通方便,永豐縣距吉安市78km,距南昌189km,距臨川市160km,靠近京九鐵路,距八都貨運中轉(zhuǎn)站僅20km,穿城而過的臨八公路為二級公路,它勾通302、306、105三條國道。縣城人口2010年末人口為6萬人,城區(qū)建成面積6km2;根據(jù)永豐城市總規(guī)劃,至2015年城區(qū)人口為10萬人,城區(qū)建成面積為10km2。2.2 工程資料 地理位置: 永豐縣位于江西省中部吉安地區(qū)的東北面。地處東經(jīng)1151711556。北緯26382732之間,東臨樂安、寧都,西接吉水、吉安,南鄰興國,北界峽江、新干。 地形地貌 境內(nèi)地處吉泰盆地東緣地帶,地貌以山地、丘陵為主,地勢由東傾向西北,東南多山,中部、北部多丘陵,起伏變化大,全縣500m以上的山有39座,最高點靈華山海拔1454.9m,最低點八江鄉(xiāng)梅南村海拔51.7m,相對高差1403.2m。全縣土壤以紅壤、水稻土為主,其次為山地黃壤、紫色土、炭質(zhì)土、潮土和山地黃棕壤。永豐縣城總的地勢,恩江北岸自東向西傾斜,地面標(biāo)高一般為6668m之間;南岸自南向北傾斜,地面標(biāo)高6675m之間。 氣象資料 縣城地處亞帶濕潤季風(fēng)區(qū),氣候溫和,四季分明。 氣溫:年平均氣溫18.50C,78月份最熱,極端最高氣溫為40.50C,12月份氣溫最低,極端最低氣溫-9.50C。 風(fēng):全年主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng),6、8兩月西南風(fēng)和東北風(fēng)各半,7月以西南風(fēng)為主。 降雨:年平均降雨量為1555mm,年最大降雨量為2332mm,最小降雨量為1016mm。 冬季冰凍期: 5天, 土壤冰凍線深度為 0.15 米。 土壤地質(zhì)資料 永豐縣城恩江鎮(zhèn)位于桂、湘、贛褶皺帶,為吉安地向斜,境內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造由于經(jīng)受加里東期構(gòu)造活動,形成了由震旦系構(gòu)造形變的基底,以東西向構(gòu)造為主,由于縣城處于恩江江畔,沿恩江兩岸為沖積層,粘土,縣城北部多為砂礫層,紅巖層,巖性有中細粒斑狀黑云母二長花崗巖,中細粒斑狀黑云母斜長花崗巖,細粒花崗閃長巖。沖積層地基承載為 1.220t/m2粘土層地基承載為 2530t/m2砂礫層紅巖地基承載為 100t/m2 水源狀況 河流概述 縣城內(nèi)主要地表水為恩江,其全長167km,集水面積3911km2,多年平均逕流量97m3/s,逕流總量達34.37億m3,縣城以上恩江河的流域面積2230km2,縣城街道最高點海拔高程70.2m(黃海高程系以下同),最低點高程64.27m,大多數(shù)街道高程一般均在66.0m左右,1982年縣城實測資料20年一遇洪水位,在縣城下西坊狀元樓處的洪水位66.5m,相應(yīng)洪峰流量2280m3/s,縣城除汽車站以北較高外,其余街道全部被淹,目前已建成完善的防洪護堤。 河流特征 由于恩江縣城段附近無水文站,其水文特征參考恩江吉水段新田水文站。新田水文站集水面積為3496 km2,主河道長148 km,河道平均坡降為1.41。 據(jù)江西水文手冊資料表明,新田水文站水文特征為: 多年平均流量為:96.9m3/s 最大逕流量為: 3860m3/s 最小逕流量為: 4.35m3/s 保證率P=90%的枯水流量為:5.5 m3/s恩江鎮(zhèn)上游集水面積為1690.4km2,采用類比法得出恩江鎮(zhèn)處保證率P=90%的枯水流量約為3.69m3/s,枯水位標(biāo)高62m。百年一遇的洪水位標(biāo)高67.8m。54.1525057.8 河床斷面示意圖 污水水量工業(yè)與公共建筑污水量具體情況見表2.1表2.1 污水量單位近期水量m3/d遠期水量m3/d單位近期水量 m3/d遠期水量m3/d縣委100150永豐造紙廠40008000縣政府100150永豐化肥廠10002000縣人大80120麻紡廠10001500政協(xié)80120永豐機械廠200400城建局80100涂料廠8001200工業(yè)局80100大理石廠8001200農(nóng)貿(mào)市場100150火電廠20003000縣食品廠100150木材加工廠8001500東湖食品廠150180竹品加工廠6001000 (續(xù)表2.1)單位近期水量m3/d遠期水量m3/d單位近期水量 m3/d遠期水量m3/d永達大酒店200250肉聯(lián)廠300600永豐飯店250300文化宮50100勝利影劇院5070縣衛(wèi)生局100200林業(yè)局5070永豐一中6080永豐制藥廠8001200永豐二中6080贛豐商場4060恩江中學(xué)5070大園商店4060育新小學(xué)4060縣人民醫(yī)院100150永豐小學(xué)4060縣中醫(yī)院100150恩江小學(xué)4060 污水水質(zhì) 生活污水與工業(yè)廢水混合后,其水質(zhì)平均值BOD5=200mg/l,ss=250mg/l,COD=400mg/l,NH3-N=20mg/l,P=2mg/l。要求經(jīng)處理后其水質(zhì),BOD5=20mg/l,ss=20mg/l,COD=60mg/l,NH3-N=15mg/l,P=0.5mg/l。 污染物去除率BOD5的去除率為: 90%ss的去除率為: 92%COD的去除率為: 85%NH3-N的去除率為: 25%P的去除率為: 75% 第3章:處理工藝的選擇3.1 工藝的確定3.1.1 工藝方案的確定原則 城市污水處理的目的是使之達標(biāo)排放或污水回用于農(nóng)田灌溉、城市景觀和工業(yè)生產(chǎn)等,以保護環(huán)境不受污染,節(jié)約水資源。污水處理工藝流程的選擇應(yīng)遵循以下原則: 污水處理應(yīng)依據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范GB50014-2006。 污水處理工藝的投資和運行費用合理,工程投資和運行費用達到的處理程度是選擇工藝的主要也是工藝流程選擇的重要因素之一。根據(jù)處理的水質(zhì)、水量,選擇可行的幾種工藝流程進行全面的技術(shù)經(jīng)濟比較,確定工藝先進合理、工程投資和運行費用較低的處理工藝。 根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀?、地形條件及土地與資源利用情況,因地制宜、綜合考慮選擇適合當(dāng)?shù)厍闆r的處理工藝。盡量少占農(nóng)田或不占農(nóng)田,充分利用河灘沼澤地、洼地或舊河道。 考慮分期處理與排放利用情況。例如根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃,先建一期工程,再建二期工程。 施工與運行管理:如地下水位較高、地質(zhì)條件較差的地區(qū),就不宜選用深度大、施工難度高的處理構(gòu)筑物。也應(yīng)考慮所確定處理工藝運行簡單、操作方便,便于實現(xiàn)自動控制等。3.1.2 方案的選定 格柵 曝氣沉砂池一體化氧化溝 消毒池 出水 方案一: 格柵 平流式沉砂池 輻流式沉淀池 普通曝氣池輻流式沉淀池 消毒池 出水 方案二: 格柵 平流式沉砂池 DIT-IAT反應(yīng)池 消毒池 出水 方案三:3.1.3 工藝的比較 氧化溝工藝 氧化溝處理技術(shù)是20世紀(jì)50年代有荷蘭人首創(chuàng)。60年代以來,這項技術(shù)在國外已被廣泛采用,工藝及構(gòu)筑物有了很大的發(fā)展和進步。隨著對該技術(shù)缺點(占地面積大)的克服和對其優(yōu)點的逐步深入認(rèn)識,目前已成為普遍采用的一項污水處理技術(shù)。氧化溝工藝一般可不設(shè)初沉池,在不增加構(gòu)筑物及設(shè)備的情況下,氧化溝內(nèi)不僅可完成碳源的氧化,還可實行脫氮,成為A/O工藝,由于氧化溝內(nèi)活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定,可直接濃縮脫水,不必厭氧消化。 氧化溝污水處理技術(shù)已被公認(rèn)為一種成功的革新的活性污泥法工藝,與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比較,它在技術(shù)、經(jīng)濟等方面具有一系列獨特的優(yōu)點。工藝流程簡單、構(gòu)筑物少,運行管理方便。一般情況下,氧化溝工藝可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng),基建投資少。另外,由于不采用鼓風(fēng)曝氣和空氣擴散器,不建厭氧硝化系統(tǒng),運行管理方便。處理效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)好?;ㄍ顿Y省,運行費用低。污泥量少,污泥性質(zhì)穩(wěn)定。具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的能力,占地面積少。 普通活性污泥法 普通活性污泥法,也稱傳統(tǒng)活性污泥法,推廣年限長,具有成熟的設(shè)計運行經(jīng)驗,處理效果可靠,如設(shè)計合理,運行得當(dāng),出水BOD5可達10-20mg/L,它的缺點是工藝路線長,工藝構(gòu)筑物及設(shè)備多而復(fù)雜,運行管理困難,運行費用高。 SBR工藝SBR是序列間歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的簡稱,是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù),又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同,SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng),靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作,SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,無污泥回流系統(tǒng)。正是SBR工藝這些特殊性使其具有以下優(yōu)點: 1)理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大,效率提高,池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài),凈化效果好。 2)運行效果穩(wěn)定,污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀,需要時間短、效率高,出水水質(zhì)好。 3)耐沖擊負(fù)荷,池內(nèi)有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩沖作用,有效抵抗水量和有機污物的沖擊。 4)工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進行調(diào)整,運行靈活。 5)處理設(shè)備少,構(gòu)造簡單,便于操作和維護管理。 6)反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹。 7)SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法,利于廢水處理廠的擴建和改造。 8)脫氮除磷,適當(dāng)控制運行方式,實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替,具有良好的脫氮除磷效果。 9)工藝流程簡單、造價低。主體設(shè)備只有一個序批式間歇反應(yīng)器,無二沉池、污泥回流系統(tǒng),調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略,布置緊湊、占地面積省。3.1.4 本設(shè)計選用的工藝特點 DAT-IAT工藝同時具有SBR工藝和傳統(tǒng)活性污泥法的特點:它像典型的SBR工藝一樣是間隙曝氣的,可以根據(jù)原水水質(zhì)水量的變化調(diào)整運行周期,使之處于最佳工況,DAT-IAT也可以根據(jù)脫氮除磷要求,調(diào)整曝氣時間,成缺氧或厭氧環(huán)境,同時它又像普通活性污泥法一樣連續(xù)進水,避免了控制進水的麻煩,DAT連續(xù)曝氣提高了反應(yīng)池容的利用率。顯然這是一種對原水水質(zhì)水量的變化和不同處理要求都有很強適應(yīng)性,而且運行操作又比較簡便的工藝。 對于曝氣池和二沉池合建的污水處理構(gòu)筑物來說,在保證沉淀分離效果的前提下,盡可能提高曝氣容積比可以減小池容,降低基建投資。與其他間曝氣工藝相比,DAT-IAT工藝的曝氣容積比是最高的,達到66.7%,而一體化氧化溝是40%-50%。典型的SBR反應(yīng)池一般為50%??梢哉fDAT-IAT工藝是一種節(jié)省基建投資的工藝。 經(jīng)上述比較,無論是從技術(shù)上還是經(jīng)濟上考慮。本設(shè)計采用DAT-IAT工藝。3.2 污水處理工藝流程 出水 加氯間 污泥提升泵房 濃縮池脫水機房 泥餅外運剩余污泥 沉砂外運砂水分離進水中格柵進水泵房細格柵沉砂池 DAT反應(yīng)池 IAT反應(yīng)池回流混合液 鼓風(fēng)機房 第4章:污水處理廠的總平面布置 平面布置的原則一是要功能分區(qū)明確,流程順暢,二是盡量緊湊,節(jié)省建筑用地,增加綠化面積,同時兼顧美觀實用。根據(jù)這些原則和要求,設(shè)計的總平面布置見大圖。(以下所說的方位以圖中所示為準(zhǔn))。 整個廠區(qū)分為兩個相對獨立的小區(qū),各小區(qū)都設(shè)置了一定面積的綠化帶,力求創(chuàng)造一個優(yōu)美整潔的環(huán)境。這兩個小區(qū)沒有明確的實際分隔,由于在功能上的差別,分成了生產(chǎn)區(qū)和工廠的辦公區(qū)。廠里的職工的生活住所都在廠外,因此,在該污水處理廠中沒有設(shè)置生活區(qū)。 污水處理廠的大部分面積被污水處理構(gòu)筑物占據(jù),都是在廠區(qū)的南面,呈直線分布,最后處理完成的污水排入恩江。而生成的污泥在廠區(qū)平面右上部(東北角)的污泥脫水間脫水處理后,由廠里的運泥車從后門運走(后門位于廠區(qū)的右上角)。后門主要用于格柵渣、沉砂、污泥等的外運。廠區(qū)平面的上方分散著污水處理廠的辦公區(qū)及相應(yīng)的輔助設(shè)施,包括了:污水處理廠的辦公室、車庫、倉庫、檢修間、化驗室和值班室等。污水處理廠的前門設(shè)在圖中的左上部。污水處理廠的辦公區(qū)的布置盡量做到避開有氣味的的污水處理構(gòu)筑物,一般設(shè)于廠區(qū)常年的上風(fēng)向。當(dāng)然,在生產(chǎn)區(qū)和辦公區(qū)的隔離部分種植綠色植物,以求將污水處理對人的危害降到最底的限度。從圖中可以看出,有臭味的原污水和格柵渣、沉砂設(shè)施全部設(shè)置于廠區(qū)的下部,遠離工作區(qū),這樣做盡管會增加進水管的長度,但是廠內(nèi)工藝流程通順,構(gòu)筑物之間連接管線短,不僅能將污泥集中處理和就近外運,更重要的是保證了工作區(qū)不至于受到污水和污泥臭味的影響,而且泥渣外運車不從廠的工作區(qū)經(jīng)過,進一步確保廠工作區(qū)的優(yōu)美環(huán)境。第5章:污水廠的高程布置從資料了解到恩江的特征水位:歷年最高水位:57.8m;歷史最低水位:52m;常水位:54.1m。根據(jù)以上資料,為了確保證處理后的污水能夠順利的排入恩江,必須保證最后的入水口的標(biāo)高要高于57.8m,本設(shè)計能達到要求,以下是各個污水處理構(gòu)筑物的高程布置:表5.1 構(gòu)筑物高程布置構(gòu)筑物頂部標(biāo)高(m)水面標(biāo)高(m)底部標(biāo)高(m)污水提升泵房70.9060.5059.30細格柵69.6068.8568.55分配井69.1068.6065.10平流式沉砂池68.6068.1066.75分配井68.4067.9064.40DAT-IAT池67.9067.4062.40消毒池66.9066.4062.40第6章:工藝設(shè)計6.1 污水處理主要構(gòu)筑物及設(shè)備6.1.1中格柵及進水提升泵房 1)中格柵 中格柵主要用于攔截顆粒較大的懸浮物,保護水泵免受損失。中格柵及進水提升泵房共同建造,格柵間的土建按總過水能力450L/s的規(guī)模設(shè)計一次建成,平面尺寸為LB=2.27m1.2m。采用HG-1200型回轉(zhuǎn)式格柵除污機,還配備有LY1-300型螺旋壓榨機。 2)進水提升泵房 經(jīng)過中格柵處理后的污水由污水提升泵提升,選用臥式污水泵泵房土建按353L/s的規(guī)模一次建成,設(shè)計尺寸:LB=9.6m8.1m,大部分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。泵房內(nèi)配置三臺泵,二用一備,型號為300WQ800-15-55的潛水泵。水泵參數(shù)如下:Q=880L/s,H=15m,轉(zhuǎn)數(shù)n=980轉(zhuǎn)/分,功率55kw,效率73%。6.1.2細格柵細格柵 格柵間的土建按總過水能力353L/s規(guī)模設(shè)計一次建成,平面尺寸為LB=3.31m1.66m,共分兩格,每格凈寬0.73m。采用HG-800型回轉(zhuǎn)式格柵除污機,并配備 LY-400型螺旋壓榨機。6.1.3平流式沉砂池沉砂池的主要功能是去除顆粒較大的沙礫和無機物,避免沉積和堵塞管道,減少機械設(shè)備的磨損,提高污水中BOD5:TP比。為使分離出的無機物比較干凈,不帶出有機物,以提高進水中的BOD5濃度,本設(shè)計決定使用平流式的沉砂池。平流式沉砂池由入水渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂斗組成。它具有截留無機顆粒效果好,工作穩(wěn)定,構(gòu)造簡單,排沉砂較方便等優(yōu)點。該池子的設(shè)計處理能力為353L/s,設(shè)兩組沉砂池,每組兩格,每格有兩個沉砂斗,每格寬度為1.5m,有效水深為0.47m。整個構(gòu)筑物為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),排砂使用LGS-600型鏈條式除砂機,功率為0.37kw,刮板線速度為3m/min。6.1.4 DAT-IAT池設(shè)計參數(shù):流量Q=23440;進水濃度=200;混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度=3500;有機物污泥負(fù)荷=0.07。采用6個(兩組)DAT-IAT,每池寬B=17m,長L=45m,高5m。確定IAT周期為3h,其中1h曝氣,1h沉淀,1h潷水。 6.1.5 加氯間本設(shè)計采用液氯消毒,因為液氯消毒效果可靠,投配準(zhǔn)確,且價格便宜。 城市污水經(jīng)過二級處理后,水質(zhì)得到改善。細菌含量大幅度減少,但其絕對值仍很可觀,并存在著病原菌的可能,根據(jù)衛(wèi)生防疫,環(huán)保等部門的要求,污水處理廠出水需要消毒。本設(shè)計中,投氯量為5mg/L,設(shè)計流量為353L/s。氯庫儲氯量按30天加氯量考慮,在氯庫內(nèi)設(shè)10個氯瓶,選擇人工氯瓶切換器,設(shè)置計量地秤2臺。為更換氯瓶的需要,氯庫內(nèi)設(shè)起重機一臺。加氯點設(shè)在污水處理廠的接觸池的第一格起端。設(shè)計參數(shù):1)加氯機:兩臺,投氯能力為 5-45kg/h 。 2)氯瓶:10個氯漏吸收裝置一套,規(guī)格:1000kg。6.1.6 濃縮池本設(shè)計采用帶有豎向柵條污泥濃縮機的輻射式重力濃縮池。濃縮池設(shè)計2個,每池面積為67m2,有效高度3m。取污泥濃縮時間T=16h。 刮泥設(shè)備選用NG8D型中心傳動懸掛式污泥濃縮機。適用池深3.54.5m,周邊線速度為1.1m/min,驅(qū)動功率0.75kW,設(shè)備總質(zhì)量5600kg。6.1.7脫水機房本設(shè)計選用脫水機房帶式壓濾機。脫水設(shè)備選用DY-500型帶式壓濾機。其處理能力為1.53m3/h,帶寬500mm,沖洗耗水4m3/h,沖洗水壓0.4MPa,氣壓為0.30.5MPa,電機功率1.1kW,泥餅含水率6575%,整機質(zhì)量4000Kg。6.1.8 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計 本設(shè)計采用羅茨鼓風(fēng)機,其特點是在最高設(shè)計壓力范圍內(nèi),管網(wǎng)阻力變化時流量變化很小,故在流量要求穩(wěn)定而阻力變動幅度較大的工作場合工作適應(yīng)性較強。鼓風(fēng)機選用型號為SD6063160/7000;電動機型號為JS1366 功率240Kw;各備兩套,一用一備。6.1.9 配水井本設(shè)計配水設(shè)施采用水力配水,不僅構(gòu)造簡單操作也很方便,無需人員操作即可自動均勻地配水。配水井進水管的設(shè)計流量為Q=1270.8m3/h。出水堰的流量為177.7L/s,采用矩形堰。配水漏斗口口徑為1200。 第7章:污水廠總投資、年總成本及經(jīng)營成本估算7.1計算依據(jù)本工程估算依據(jù)下列文件、定額、資料編制:中華人民共和國全國市政工程投資估算指標(biāo)江西省建筑工程概算定額江西省市政工程概算定額江西省統(tǒng)一安裝工程估價表江西省工程建設(shè)其他費用定額相類似工程技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)7.2 污水廠設(shè)計成本 項目總投資=第一部分費用+第二部分費用+第三部分費用 第一部分費用包括建筑工程費,設(shè)備、器材、工具等購置費,安裝工程費;第二部分費用包括建設(shè)單位管理費、征地拆遷費、工程監(jiān)理費、供電費、設(shè)計費、招投標(biāo)管理費等;第三部分費用包括工程預(yù)備費、價格因素預(yù)備費、建設(shè)期貸款利息、鋪底流動資金。第一部分費用可查有關(guān)排水工程投資估算、概算指標(biāo)確定。第二部分費用按實際工程項目內(nèi)容計算,設(shè)計階段可按第一部分費用的一定百分比計算。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,排水管渠系統(tǒng)費用按46%計,排水泵站和污水處理可按50%計。第三部分費用可按工程各項目實際情況計算,設(shè)計階段也可按第一部分費用的一定百分比計算,工程預(yù)備費用按10%計,價格因素預(yù)備費按5%計,貸款利息按貸款當(dāng)年利息計,鋪底流動資金按30%計,流動資金按年經(jīng)營費用的1/4計。項目總投資=固定資產(chǎn)投資+鋪底流動資金固定資產(chǎn)投資=固定資產(chǎn)靜態(tài)投資+固定資產(chǎn)動態(tài)投資固定資產(chǎn)靜態(tài)投資=建筑工程費用+設(shè)備器具購置費+安裝工程費+基本預(yù)備費+其他費用固定資產(chǎn)動態(tài)投資=漲價預(yù)備費+固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅+建設(shè)期利息工程項目總投資為3365.415萬元,年總成本為542.667萬元,單位處理成本為0.63元/污水。第二部分:設(shè)計計算書第8章:設(shè)計水量與主要構(gòu)筑物計算8.1 生活污水設(shè)計流量居住區(qū)生活污水設(shè)計最大流量:=n每人每日平均污水量定額()N設(shè)計人口數(shù)(人)總變化系數(shù)居民區(qū)生活污水設(shè)計平均流量:=已知:近期 N=60000(人) 遠期 N=100000(人)n=150()則:近期 = =104.17()=1.62= =104.171.62 =168.76()Q=+ =168.76+183.84 =352.6() 取353()其中:為集中流量=167.131.1=183.84()遠期: = =173.61()=1.53=173.611.53=265.62()Q=+ =265.62+183.84 =499.46() 取450()8.2 中格柵 格柵及格柵平臺一般露天設(shè)置。可以單獨設(shè)格柵井、可以同進水閘門合建成閘蓖井、也可以同集水池合建成整體構(gòu)筑物。8.2.1 設(shè)計數(shù)據(jù)8.2.1.1 設(shè)計要求 在大型污水處理廠或泵站前的大型格柵(每日柵渣量大于0.2),一般應(yīng)采用機械清渣。 機械格柵不宜少于2臺,如為1臺時,應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用。 過柵流速一般采用0.61.0米/秒。 格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.40.9米/秒。 格柵傾角一般采用4575。人工清除的格柵傾角小時,較省力,但占地多。 通過格柵的水頭損失一般采用0.080.15米。 格柵間必須設(shè)置工作臺,臺面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計水位0.5米。工作臺上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。 格柵間工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7米。工作臺正面過道寬度:人工清除 不應(yīng)小于1.2米;機械清除 不應(yīng)小于1.5米。 機械格柵的動力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi),或采取其他保護設(shè)備的措施。 設(shè)置格柵裝置的構(gòu)筑物,必須考慮設(shè)有良好的通風(fēng)設(shè)施。 格柵間內(nèi)應(yīng)安設(shè)吊運設(shè)備,以進行格柵及其他設(shè)備的檢修,柵渣的日常清除。8.2.1.2 本設(shè)計選用設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Q=450L/s柵前流速v1=0.7m/s,過柵流速v2=0.9m/s柵條寬度s=0.01m,格柵間隙e=20mm柵前部分長度0.5m,格柵傾角=60單位柵渣量1=0.05m3柵渣/103m3污水8.2.2 設(shè)計計算 確定格柵前水深,根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計算得:柵前槽寬,則柵前水深 柵條間隙數(shù)(取n=40) 柵槽有效寬度B=s(n-1)+en=0.01(40-1)+0.0240 =1.19m 取B=1.2m。 進水渠道漸寬部分長度 (其中1為進水渠展開角) 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 過柵水頭損失(h1)因柵條邊為矩形截面,取k=3,則 其中=(s/e)4/3 h0:計算水頭損失 k:系數(shù),格柵受污物堵塞后,水頭損失增加倍數(shù),取k=3 :阻力系數(shù),與柵條斷面形狀有關(guān),當(dāng)為矩形斷面時=2.42 柵后槽總高度(H)取柵前渠道超高h2=0.3m,則柵前槽總高度H1=h+h2=0.57+0.3=0.87m柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.57+0.10+0.3=0.97 格柵總長度L=L1+L2+0.5+1.0+0.87/tan =2.13+0.09+0.045 =2.27m 每日柵渣量=Q平均日1=(15000+14440)0.05 =1.47m3/d0.2m3/d所以宜采用機械格柵清渣 計算示意圖如下: 圖8.1 中格柵計算示意圖8.2.3 中格柵設(shè)備選擇 中柵除污機 本設(shè)計選用HG-1200型回轉(zhuǎn)式格柵除污機,選一臺,外型總寬14000mm,有效寬度1200mm,耙齒移動速度2.0m/min,整機功率1.5kW。 螺旋壓榨機 壓榨機是將柵渣體積減小,便于后續(xù)處理。本設(shè)計選用江蘇天雨集團的LY1-300型螺旋壓榨機一臺,轉(zhuǎn)速56rpm,輸送量3m3/h,功率2.23kW。 啟閉機及閘門 本設(shè)計選擇江蘇天雨集團型號為QDA30的啟閉機,功率0.75kW,選2臺。閘門為江蘇天雨集團的AYZ-1000型暗桿閘門,選2臺。在格柵進口及出口處均設(shè)置。 8.3 提升泵房8.3.1 設(shè)計原則8.3.1.1 設(shè)計流量按遠期計算。8.3.1.2 室外排水規(guī)范GB50014-2006中規(guī)定如下: 污水泵站的設(shè)計流量,應(yīng)按泵站進水總管的最高日最高時流量計算確定。 污水泵和合流污水泵的設(shè)計揚程,應(yīng)根據(jù)設(shè)計流量時的集水池水位與出水管渠水位差和水泵管路系統(tǒng)的水頭損失以及安全水頭確定。 集水池的容積,應(yīng)根據(jù)設(shè)計流量、水泵能力和水泵工作情況等因素確定。一般應(yīng)符合下列要求: 污水泵站集水池的容積,不應(yīng)小于最大一臺水泵5min的出水量。 污水泵站集水池的設(shè)計最高水位,應(yīng)按進水管充滿度計算。 集水池的設(shè)計最低水位,應(yīng)滿足所選水泵吸水頭的要求。自灌式泵房尚應(yīng)滿足水泵葉輪浸沒深度的要求。 水泵的選擇應(yīng)根據(jù)設(shè)計流量和所需揚程等因素確定。 水泵宜選用同一型號,臺數(shù)不應(yīng)少于2臺,不宜大于8臺。當(dāng)水量變化很大時,可配置不同規(guī)格的水泵,但不宜超過兩種,或采用變頻調(diào)速裝置,或采用葉片可調(diào)式水泵。水泵吸水管設(shè)計流速宜為0.71.5m/s。出水管流速宜為0.82.5 m/s。 水泵布置宜采用單行排列。主要機組的布置和通道寬度,應(yīng)滿足機電設(shè)備安裝、運行和操作的要求,一般應(yīng)符合下列要求:水泵機組基礎(chǔ)間的凈距不宜小于1.0m; 機組突出部分與墻壁的凈距不宜小于1.2m; 主要通道寬度不宜小于1.5m; 配電箱前面通道寬度,低壓配電時不宜小于1.5m,高壓配電時不宜小于2.0m。當(dāng)采用在配電箱后面檢修時,后面距墻的凈距不宜小于1.0m; 有電動起重機的泵房內(nèi),應(yīng)有吊運設(shè)備的通道。 泵房起重設(shè)備應(yīng)根據(jù)需吊運的最重部件確定。起重量不大于3t,宜選用手動或電動葫蘆;起重量大于3t,宜選用電動單梁或雙梁起重機。8.3.1.3 各部分尺寸 水泵突出部分與墻壁凈距:;電機突出部分與墻壁凈距:;出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距:;進水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距:;水泵之間的凈距:。8.3.2 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量:Q=353L/s,泵房工程結(jié)構(gòu)按遠期流量設(shè)計。8.3.3 泵房設(shè)計 采用DAT-IAT工藝方案,污水處理系統(tǒng)簡單,對于新建污水處理廠,工藝管線可以充分優(yōu)化,故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入細格柵、平流式沉砂池、然后自流通過DAT-IAT池、消毒池最后由出水管道排入恩江。污水提升前水位59.50m(即泵房吸水池最低水位)提升后水位69.35m。所以提升凈揚程Z=69.35-59.50=9.85m水泵水頭損失取2m保護安全水頭取2m從而需水泵揚程H=9.85+2+2=13.85m再根據(jù)設(shè)計流量353L/s采用3臺型號為300WQ800-15-55的潛水泵,兩用一備。該泵提升流量為880L/s,揚程15m,轉(zhuǎn)數(shù)980轉(zhuǎn)/分,功率55kw,效率73%。占地面積:S=9.68.1=77.76,高12.5m,泵房為半地下式地下埋深7.7m。 計算示意圖如下:圖8.2 污水提升泵房計算示意圖8.4 細格柵8.4.1 設(shè)計流量設(shè)計流量按遠期計算。8.4.2 規(guī)范室外排水規(guī)范GB50014-2006中規(guī)定如下:格柵柵條間隙寬度,應(yīng)符合下列要求: 細格柵:宜為1.510mm;
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