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1、 虹吸濾池工藝給水設(shè)計(jì) xxx師范大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院xx級(jí)xxx班) 指導(dǎo)教師:xxxxx摘要: 本次設(shè)計(jì)為虹吸濾池工藝給水工程設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括三局部,即給水處理工藝流程設(shè)計(jì)包括虹吸濾池、個(gè)單體構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)和泵站、泵房工藝設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)資料,本次設(shè)計(jì)取水水源為地表河流水,該河流水質(zhì)較好,符合類水源水的水質(zhì)指標(biāo)。本次設(shè)計(jì)所采用的凈水工藝流程為:原水混凝沉淀過(guò)濾消毒?;炷ɑ旌虾托跄齼删植俊;旌鲜窃陟o態(tài)混合器中投加聚合氯化鋁,絮凝設(shè)備選用回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池,選用平流沉淀池進(jìn)行沉淀,過(guò)濾設(shè)備采用虹吸濾池,最后投加液氯進(jìn)行消毒。水泵和泵房的設(shè)計(jì)中,給水泵選用離心泵,采用排水泵排水。水廠總占地面
2、積,因地制宜并考慮到遠(yuǎn)期開(kāi)展,水廠的工藝流程采用L型布置,流程力求簡(jiǎn)短,適當(dāng)增加綠地,使水廠立面飽滿。最后進(jìn)行各項(xiàng)工藝的詳細(xì)計(jì)算,并到達(dá)設(shè)計(jì)所需各項(xiàng)要求。關(guān)鍵詞 :水廠;水質(zhì)模擬;虹吸濾池;平流沉淀池;處理工藝 Siphon Filter Process Water Supply System Zhang QiannanClass181 Grade07 in College of Environmental Engineering,Jilin Normal University,JilinSiping136000 Directive teacher: Chi He(xxx)ABSTRACT :
3、The filter is designed to siphon water supply engineering design process, design mainly includes three parts, namely, water treatment process design (including Siphon Filter), a single process design structures and pumping stations, pumping stations, process design.According to design information, d
4、esign of water in this river water to the surface water, the river water quality is good, in line with Class water quality source water.The design used in water purification process: raw water - coagulation - filtration - disinfection.Coagulation and flocculation including mixed two parts.Mixed in s
5、tatic mixer in the PAC dosing, flocculation equipment selection rotary separator flocculation, sedimentation tanks used for advection precipitation, filtration equipment used to siphon filter, and finally adding liquid chlorine for disinfection.The design of pumps and pumping stations, to the select
6、ion of centrifugal pumps, the use of drainage pump drainage.The total area of water, according to local conditions and taking into account long-term development, process water treatment plant by L-type layout, the process be short, due to increase green space, the water elevation of fullness.Finally
7、, the detailed calculation of the process and the requirements to meet the design requirements.Keywords:Water; water quality simulation; Siphon Filter; advection sedimentation tanks; treatment process.目 錄 HYPERLINK l _Toc293092829 1 引言1 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc293092829 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)資料2 HYPERLIN
8、K l _Toc293092830 概述2 HYPERLINK l _Toc293092831 城市自然條件2 HYPERLINK l _Toc293092832 3 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4 HYPERLINK l _Toc293092834 3.1水力計(jì)算4 HYPERLINK l _Toc293092834 3.2水廠的設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l _Toc293092835 3.2.1 設(shè)計(jì)原那么5 HYPERLINK l _Toc293092836 3.2.2 凈水工藝流程5 HYPERLINK l _Toc293092837 3.2.3 混凝5 HYPERLINK l _Toc2930928
9、38 3.2.4 混合8 HYPERLINK l _Toc293092839 3.2.5 反響沉淀池的設(shè)計(jì)8 HYPERLINK l _Toc293092840 3.2.6 過(guò)濾11 HYPERLINK l _Toc293092841 3.2.7 消毒12 HYPERLINK l _Toc293092842 3.2.8 水泵及泵房13 HYPERLINK l _Toc293092843 4 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)14 HYPERLINK l _Toc293092844 設(shè)計(jì)流量確定17 HYPERLINK l _Toc293092846 4.2 給水處理廠工藝計(jì)算17 HYPERLINK l _Toc29
10、3092847 4.2.1投藥工藝計(jì)算17 HYPERLINK l _Toc293092848 4.2.2 混合工藝計(jì)算18 HYPERLINK l _Toc293092849 4.2.3 反響池工藝計(jì)算18 HYPERLINK l _Toc293092850 4.2.4 沉淀池工藝計(jì)算20 HYPERLINK l _Toc293092851 4.2.5 濾池工藝計(jì)算21 HYPERLINK l _Toc293092852 4.2.6 消毒24 HYPERLINK l _Toc293092853 4.3 泵站設(shè)計(jì)計(jì)算25 HYPERLINK l _Toc293092854 4.3.1 水泵的選
11、擇25 HYPERLINK l _Toc293092855 4.3.2 水泵吸水管計(jì)算25 HYPERLINK l _Toc293092856 4.3.3 水泵壓水管計(jì)算26 HYPERLINK l _Toc293092857 4.3.4 泵房高度計(jì)算27 HYPERLINK l _Toc293092858 4.3.5 泵房?jī)?nèi)設(shè)備布置27 HYPERLINK l _Toc293092859 4.3.6 真空泵排水泵選擇27 HYPERLINK l _Toc293092860 4.3.7 吸水井28 HYPERLINK l _Toc293092861 4.4 水廠局部28 HYPERLINK l
12、 _Toc293092862 4.4.1清水池調(diào)節(jié)容積28 HYPERLINK l _Toc293092863 4.4.2 廠內(nèi)配水井28 HYPERLINK l _Toc293092864 4.4.3 水廠總體設(shè)計(jì)28 HYPERLINK l _Toc293092843 5 結(jié)論31 HYPERLINK l _Toc293092843 致謝32 HYPERLINK l _Toc293092843 參考文獻(xiàn)331 引言 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速開(kāi)展,人民生活水平的顯著提高,如何解決水資源的匱乏、平安問(wèn)題一直是困擾水處理工作者的一個(gè)難題。 水是動(dòng)植物體內(nèi)和人的身體中不可缺少的物質(zhì),可以說(shuō),沒(méi)有水就沒(méi)有
13、生命的存在。另外,人類生活中的衣食住行都離不開(kāi)水。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也不能離開(kāi)水,水是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要原料。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中消耗的淡水量占人類消耗淡水總量的60%80%,工業(yè)上也要用大量的水進(jìn)行生產(chǎn)。另外,水在內(nèi)河與海洋運(yùn)輸上也起著重要作用。在自然界中淡水量不到水總量的1%。據(jù)21世紀(jì)城市水資源國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)透露,聯(lián)合國(guó)已經(jīng)把我國(guó)列為世界上13個(gè)最缺水的國(guó)家之一,目前我國(guó)人均用水量是世界人均用水量的30%左右。人類現(xiàn)在用水量越來(lái)越大,且污染也越來(lái)越嚴(yán)重,這就要求我們要保護(hù)水資源。飲用水的平安問(wèn)題也很重要,人們對(duì)源水進(jìn)行一系列處理后飲用。在20世紀(jì)初,飲用水凈化技術(shù)已根本上形成了現(xiàn)在被人們普遍稱之為常規(guī)處
14、理工藝的處理方法,即:混凝、沉淀或澄清、過(guò)濾和消毒。這種常規(guī)的處理工藝至今仍被世界大多數(shù)國(guó)家所采用,是目前飲用水處理的主要工藝。本設(shè)計(jì)中根據(jù)水源水質(zhì)分析,采用常規(guī)處理工藝,出水即可到達(dá)飲用標(biāo)準(zhǔn)。本次設(shè)計(jì)需要根據(jù)城市原始資料,采用虹吸濾池工藝完成城市給水工程設(shè)計(jì)。本計(jì)算說(shuō)明書(shū)主要說(shuō)明水廠采用虹吸濾池處理構(gòu)筑物的選型、選擇依據(jù)、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用條件以及具體構(gòu)筑物尺寸的計(jì)算及;水廠構(gòu)筑物的平面布置和高程布置,并完成工程圖。2 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)資料概述城市自然條件1自然情況:土壤性質(zhì) 粘土;表土厚度 ;冰凍深度 ;河水位 高水位,低水位 ,均水位;地下水位 8m。城市年最高氣溫 35;年最低氣溫 -26;年
15、平均氣溫 10;溫度在-10以下的天數(shù) 75天。城市月平均最高氣溫 30;月平均最低氣溫 -8;月平均氣溫 11;溫度在0 以下的天數(shù) 105天。2主導(dǎo)風(fēng)向: 夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng);冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)。城市居民用水量逐時(shí)變化情況% 表城市綜合生活每小時(shí)用水量占最高日用水量百分比Table2.1 The amount of water per hour, the citys comprehensive life percentage of the maximum daily water consumption時(shí)間 用水量 時(shí)間 用水量 時(shí)間 用水量01 1.72 89 6.38 1612 1.
16、78 910 5.27 1723 1.69 1011 4.62 1834 1.52 1112 4.54 1920 4.96 45 2.25 1213 5.10 2056 4.33 1314 5.03 2167 5.54 1415 4.50 2278 6.35 1516 4.90 2324 1 .43 4城市人口及集中用水量情況人口數(shù)量 48.5萬(wàn)人;居民用水定額 200L/d*p。 表 2.2 集中用水量情況Table 2.2 The case focused on water工廠名稱 用水量/m3/d 用水時(shí)間/h 甲廠 5000 0-24 乙廠 3000 8-17 丙廠 2400 0-24
17、 3 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 水力計(jì)算水源水的水質(zhì)模擬由于水源水取為地表河流水,該河流水質(zhì)較好,符合類水源水的水質(zhì)指標(biāo),故可模擬為 嗅和味:無(wú);渾濁度:820;色度:無(wú)。設(shè)計(jì)水量城市總用水量計(jì)算,包括設(shè)計(jì)年限內(nèi)該給水系統(tǒng)所供給的全部用水:居民用水;工廠企業(yè)用水;市政綠地等用水。1 居民用水量=qNf 3-12 工廠企業(yè)用水量 (根據(jù)任務(wù)書(shū)中給定) 3-23市政綠地等用水量 =2%(+) 3-34未預(yù)見(jiàn)水量 =7% 5 設(shè)計(jì)年限內(nèi)城市最高日用水量 d=+ 水廠的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原那么水廠的設(shè)計(jì)注意了以下原那么1 水處理構(gòu)筑物的生產(chǎn)能力以最高日用水量加水廠自用水量進(jìn)行設(shè)計(jì),并以原水水質(zhì)最不利情況進(jìn)行校核。2 水廠按
18、近期設(shè)計(jì),并考慮遠(yuǎn)期開(kāi)展。3 水廠設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮各構(gòu)筑物或設(shè)備進(jìn)行檢修、清洗及局部停止工作時(shí)仍能滿足供水要求。4 水廠機(jī)械化和自動(dòng)化程度本著提高科學(xué)管理水平和增加經(jīng)濟(jì)效益的原那么,根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)要求,技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性和設(shè)備供給情況,妥善確定,逐步提高。5 設(shè)計(jì)中遵守設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 凈水工藝流程凈水工藝流程應(yīng)根據(jù)原水的水質(zhì)和用戶對(duì)水質(zhì)的要求確定。本次設(shè)計(jì)所采用的凈水工藝流程為:原水混凝沉淀過(guò)濾消毒,下面分別對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。3.2.3 混凝1.選擇混凝劑的依據(jù)混凝效果好,對(duì)人體健康無(wú)害,施用方便,貨源充足,價(jià)格低廉。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中給定的城市水源濁度和溫度,選擇聚合氯化鋁作為混凝劑?;炷齽┑淖畲笸都恿?
19、0mg/l【1】,投加濃度15%【1】。堿式氯化鋁Aln(OH)mCl3n-m優(yōu)點(diǎn):凈化效率高,耗藥量少,出水濁度低,色度小,過(guò)濾性能好,原水高濁度時(shí)尤為顯著。溫度適應(yīng)性高,PH適用范圍寬PH=59,因而可不投加堿劑。使用時(shí)操作方便,腐蝕性小,勞動(dòng)條件好。設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,本錢(qián)較低。是無(wú)機(jī)高分子化合物。2.投藥方法常用藥劑投加方法有干投法和濕投法。設(shè)計(jì)采用濕投法。濕投法優(yōu)點(diǎn):容易與原水充分混合,不易阻塞入口,管理方便,投量易于調(diào)節(jié)。3.投藥方式計(jì)量泵壓力投加,水射器壓力投加,重力投加。這三種是常用的投藥方式。本設(shè)計(jì)采用水射器壓力投加。水射器投加是利用高壓水通過(guò)噴嘴和喉管時(shí)的抽吸作用,吸入藥液
20、到壓力水管中。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單;水射器適用于大、中、小規(guī)模的水廠。4.溶液池容積確實(shí)定溶液池至少分成2格,可輪流使用,其容積為:W1=aQ/417bn (m3) 3-10式中 Q:處理的水量,m3/d; a:混凝劑的最大投加量,mg/l; b:溶液濃度,%(按固體重量計(jì)); n:每日調(diào)制次數(shù),小水廠為1次,大、中水廠不超過(guò)3次。5.溶解池容積確實(shí)定溶解池容積W211 溶液池分2格1,每格有效容積。 6.加藥間及倉(cāng)庫(kù)1 藥劑選擇與投藥量混凝劑和助凝劑品種的選擇及其用量,應(yīng)根據(jù)相似條件下的水廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或原水凝聚沉淀實(shí)驗(yàn)資料,結(jié)合當(dāng)?shù)厮巹┕┙o情況,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬確定。可參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。常用混凝劑有
21、精致硫酸鋁、粗制硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺。常用的助凝劑有液氯、石灰、活化硅酸。2 藥劑溶解與溶液配置混凝劑的投配方式可采用濕投或干投。當(dāng)濕投時(shí),混凝劑的溶解應(yīng)按用藥量大小、混凝劑性質(zhì),選用水力、機(jī)械或壓縮空氣等攪拌方式。濕投混凝劑時(shí),溶解次數(shù)應(yīng)根據(jù)混凝劑用量和配置條件等因素確定,一般每日不宜超過(guò)三次?;炷齽┯昧枯^大時(shí),溶解池宜設(shè)在地下;混凝劑用量較小時(shí),溶解池可兼作投藥池。3投藥與計(jì)量設(shè)備7.投加與提升設(shè)備1 水泵投加,采用計(jì)量泵投加,不需另設(shè)計(jì)量設(shè)備。采用耐酸泵加轉(zhuǎn)子流量計(jì)投加,一般用于投藥量較大時(shí)。2 水射器投加,采用水射器投加,設(shè)備簡(jiǎn)單,使用方便,但水射器效率較
22、低,且易磨損。3 重力投加,將溶液池架高,利用重力將藥液投入水泵壓水管或混合設(shè)施入口處。這種投加方式平安可靠,但溶液池位置較高。8.計(jì)量設(shè)備投藥計(jì)量方式主要有孔口計(jì)量、定量投藥箱、轉(zhuǎn)子計(jì)量和計(jì)量泵計(jì)量,一般新建水廠多采用計(jì)量泵自動(dòng)投加計(jì)量。孔口計(jì)量也是一種常用的計(jì)量方式。9.加藥間及藥庫(kù)布置加藥間應(yīng)與藥劑倉(cāng)庫(kù)毗連,并宜靠近投藥點(diǎn)。溶液池邊應(yīng)設(shè)工作臺(tái),工作臺(tái)以1為宜。與混凝劑接觸的池內(nèi)壁、設(shè)備、管道和地坪,應(yīng)根據(jù)混凝劑性質(zhì)采取相應(yīng)的防腐措施。各種管線應(yīng)設(shè)在地溝內(nèi)。加藥間必須有保障工作人員衛(wèi)生平安的勞動(dòng)保護(hù)措施。當(dāng)采用發(fā)生異臭或粉塵的混凝劑時(shí),應(yīng)在通風(fēng)良好的單獨(dú)房間內(nèi)制備,必要時(shí)應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)備;冬
23、季使用聚丙烯酰胺的室內(nèi)溫度不低于2;室內(nèi)應(yīng)有沖洗設(shè)施。視具體情況應(yīng)設(shè)置機(jī)械搬運(yùn)設(shè)備。加藥間的地坪應(yīng)有不小于5的排水坡度。10.藥庫(kù)藥劑倉(cāng)庫(kù)應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置計(jì)量工具和搬運(yùn)設(shè)備。藥劑倉(cāng)庫(kù)的固定儲(chǔ)藏量,應(yīng)按當(dāng)?shù)毓┙o、運(yùn)輸?shù)葪l件確定,一般可按最大藥量的1530d889。當(dāng)采用機(jī)械搬運(yùn)設(shè)備時(shí),堆放高度可適當(dāng)增加。應(yīng)有良好的通風(fēng)條件,并應(yīng)防止受潮。地坪與墻壁應(yīng)根據(jù)藥劑情況采取防腐措施。 混合混合速度要快,藥劑應(yīng)在水流造成劇烈紊動(dòng)條件下投入,混合時(shí)間1030秒?;旌显O(shè)備離后繼處理構(gòu)筑物越近越好,盡可能與構(gòu)筑物有相連接,如必須用管道連接時(shí),管道內(nèi)停留時(shí)間不能超過(guò)兩分鐘?;旌戏绞竭x用,選用管式混合,它適用與流
24、量變化不大的水廠。優(yōu)點(diǎn)為:設(shè)備簡(jiǎn)單不占地。本設(shè)計(jì)采用最簡(jiǎn)單的管內(nèi)跌水混合,管內(nèi)流速取1.5 m/s,投藥后管內(nèi)水頭損失不小于0.30.4 m1。3.2.5 反響沉淀池的設(shè)計(jì)絮凝設(shè)備的根本要求是,原水與藥劑混合后,通過(guò)絮凝設(shè)備應(yīng)形成肉眼可見(jiàn)的大的密實(shí)絮凝體。絮凝池的形式較多,概括起來(lái)分成兩大類,水力攪拌式和機(jī)械攪拌式。本次設(shè)計(jì)采用回轉(zhuǎn)絮凝池。一般和平流沉淀池或斜管沉淀池合建。設(shè)計(jì)要點(diǎn):1.數(shù)一般不少于2個(gè),反響時(shí)間為2030分鐘1,色度高、難于沉淀的細(xì)顆粒較多時(shí)宜采用高值。2.池內(nèi)流速應(yīng)按變速設(shè)計(jì),進(jìn)口流速一般為9,出口流速一般為9。通常用改變隔板的間距以到達(dá)改變流速的要求。3.隔板間凈距應(yīng)大于
25、9,小型池子當(dāng)采用活動(dòng)隔板時(shí)可適當(dāng)減小。進(jìn)水管口應(yīng)設(shè)擋水措施,防止水流直沖隔板。4.反響池超高一般采用1。5.隔板轉(zhuǎn)彎處的過(guò)水?dāng)嗝婷娣e,應(yīng)為廊道斷面面積的倍1。6.池底坡向排泥口的坡度,一般為23%,排泥管直徑不應(yīng)小于150。7.反響效果亦可用速度梯度G和反響時(shí)間T來(lái)控制,當(dāng)原水濁度低,平均G值較小或處理要求較高時(shí),可適當(dāng)延長(zhǎng)反響時(shí)間,以提高GT值,改善反響效果。本回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池,設(shè)計(jì)兩池,每池設(shè)計(jì)水量為2650, 反響池凈,寬同沉淀池為,池內(nèi)平均水深為。絮凝池進(jìn)水采用直徑為1200的鑄鐵管,出水采用穿孔墻,孔口尺寸為,絮凝池中間設(shè)隔板,隔板厚200,隔板間距分別為:,。沉淀工藝采用平流沉淀
26、池,它的進(jìn)水來(lái)自絮凝池,經(jīng)過(guò)穿孔花墻,在整個(gè)池?cái)嗝鎯?nèi)均勻分布水。絮體約在池前端1/3池長(zhǎng)度內(nèi)沉淀最多,下沉污泥由排泥管或刮泥機(jī)械排除。清水經(jīng)出水槽流出。平流沉淀池常與絮凝池和建,圖為與回流隔板絮凝池和建的平流沉淀池。平流沉淀池宜采用長(zhǎng)、狹、淺的池型,可減少短流,保持穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié)合高程上的配合,有時(shí)在平流沉淀池下建造清水池,同時(shí)可節(jié)約用地的作用。平流沉淀池對(duì)水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性強(qiáng),處理效果穩(wěn)定,構(gòu)造簡(jiǎn)單,池深度較淺,造價(jià)較低,管理方便,采用機(jī)械排泥效果也好,因此是一種常見(jiàn)的沉淀池形式。設(shè)計(jì)要求1. 可與隔板、折板、網(wǎng)格等絮凝池和建,兩者中間用穿孔花墻分隔。因絮凝池出口流速較低,因此穿孔墻的孔口
27、流速應(yīng)相適應(yīng)??卓诓贾迷诔恋沓厮灰韵隆⒎e泥面以上的范圍內(nèi)。2. 需不間斷供水的水廠,池?cái)?shù)或分格數(shù)不少于2組。3. 沉淀時(shí)間一般為1;當(dāng)原水濁度適中,水溫較高,可采用;當(dāng)處理低溫低濁水和高濁水時(shí),須適當(dāng)延長(zhǎng)沉淀時(shí)間。4. 水平流速可采用1025mm/s,池內(nèi)水流應(yīng)順直,宜采用長(zhǎng)條式,盡量不用轉(zhuǎn)折式布置。5. 有效水深一般為1,有機(jī)械排泥時(shí),有效水深一般為1,超高為左右。6. 池的長(zhǎng)寬比不小于4。池寬可處理水量約為25005000m/d。7. 分格寬度一般為38m,最大不超過(guò)15m。采用機(jī)械排泥時(shí),還應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)跨度8,10,12,14,16,18,20m8確定分格寬度。8. 長(zhǎng)深比不小于101。機(jī)
28、械排泥時(shí)可采用平池底。斗底或穿孔管排泥時(shí),池底須有坡向排泥斗的坡度。9. 出水堰的負(fù)荷率一般不大于21 m/h*m,但由于水平流速提高后,流量增大,如只在沉淀池末端沿池寬設(shè)出水堰,已無(wú)法滿足上述負(fù)荷要求,因此常設(shè)指形槽,以延長(zhǎng)出水堰長(zhǎng)度,指形堰間的凈距應(yīng)不阻礙吸泥機(jī)的來(lái)往操作。出水堰可做成薄壁堰、鋸齒形三角堰或淹沒(méi)孔口。為適應(yīng)水深變化和構(gòu)筑物可能的沉陷,堰口標(biāo)高最好能上下調(diào)節(jié)。10. 排泥管直徑應(yīng)大于100150mm9。 3.2.6 過(guò)濾過(guò)濾的成效,不僅在于進(jìn)一步降低水的濁度,而且水中有機(jī)物、細(xì)菌乃至病毒等將隨水的濁度降低而被局部去除. 本次設(shè)計(jì)采用虹吸濾池。1. 虹吸濾池特點(diǎn)1 虹吸濾池采用
29、真空系統(tǒng)控制進(jìn),排水虹吸管,以代替進(jìn),排水閥門(mén)。2 每座濾池有假設(shè)干格組成,采用小阻力配水系統(tǒng);利用濾池本身的出水及其水頭進(jìn)行沖洗,以代替高位沖洗水箱或水泵。3 濾池的總進(jìn)水量能自動(dòng)均衡地分配到各單格,當(dāng)進(jìn)水量不變時(shí)均為恒速過(guò)濾。4 濾過(guò)水位高于濾層,濾料內(nèi)部不會(huì)勝負(fù)水頭現(xiàn)象。5 虹吸濾池平面布置有圓形和矩形兩種,也可做成其他形式。在北方寒冷地區(qū)虹吸濾池需加設(shè)保溫層;在南方非保溫地區(qū),為了排水方便,也有將進(jìn),排水虹吸管布置在虹吸濾池外側(cè)。2.設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1 虹吸濾池適用于水量范圍一般m/d1。單格面積過(guò)小,施工困難,且不經(jīng)濟(jì);單格面積過(guò)大,小阻力配水系統(tǒng)沖洗不易均勻。2
30、 選擇池形時(shí)一般以矩形為好。3 濾池的分格分組應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模及運(yùn)行維護(hù)條件,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬確定。通常每座濾池分為69格,各格清水區(qū)均勻隔開(kāi),并在連通總清水渠的通路上考慮可臨時(shí)裝設(shè)蓋閥或閥板的措施,以備單個(gè)停水檢修時(shí)使用。4 虹吸濾池為小阻力配水系統(tǒng)。為到達(dá)配水均勻,水頭損失一般控制在米,配水系統(tǒng)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度,亦稱大濾料或過(guò)濾水頭的荷載,且便于施工和安裝。5 真空系統(tǒng):一般均利用濾池內(nèi)部的水位差通過(guò)輔助虹吸管形成真空,代替真空泵抽除進(jìn),排水虹吸管內(nèi)的空氣形成真空,形成時(shí)間一般控制在1-3分鐘1。虹吸形成與破壞的操作均可利用水力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。3.2.7 消毒1.消毒方法的選擇采用濾前消毒可延長(zhǎng)
31、氯的接觸時(shí)間,有利于殺死水中的微生物,防止藻類生長(zhǎng),清潔濾砂和降低水的色度,但氯消耗將有所增加,且當(dāng)水中有機(jī)物含量高時(shí),還將使出水的三鹵烷增加.因此,設(shè)計(jì)采用濾后消毒。消毒方法選用液氯消毒。優(yōu)點(diǎn):具有余氯的持續(xù)消毒作用,價(jià)值本錢(qián)較低,操作簡(jiǎn)單,投量準(zhǔn)確,不需要龐大的設(shè)備。2.液氯投加設(shè)計(jì)要點(diǎn):投加氯氣必須注意平安,不允許水體與氯瓶直接相連,必須設(shè)置加氯機(jī)。液氯氣化成氯氣的過(guò)程需要吸熱,采用淋水管噴淋。氯瓶?jī)?nèi)液氯氣化及用量需監(jiān)測(cè),方法是將氯瓶放置在磅秤上。3.加氯量計(jì)算濾后水加氯為毫克/升8.氯氣與水接觸時(shí)間不小于30分鐘8.加氯量1 (Kg/h)。式中 a: 最大投氯量 (mg/l)Q1: 需
32、消毒的是水量4.加氯機(jī)選擇加氯機(jī)選擇轉(zhuǎn)子加氯機(jī),優(yōu)點(diǎn):加氯量穩(wěn)定,控制較準(zhǔn),水源中斷時(shí)能自動(dòng)破壞真空,防止壓力水倒流入氯瓶?jī)?nèi)腐蝕部件。加氯間的設(shè)計(jì)要點(diǎn):加氯間一般設(shè)在靠近投加地點(diǎn)的地方;加氯量大的加氯間,氯瓶和加氯機(jī)應(yīng)分隔,加氯間必須與其他工作間隔開(kāi),并應(yīng)有以下平安措施:直接通向外部且向外開(kāi)的門(mén)??梢杂^察室內(nèi)情況的觀察孔。在加氯間出口處,設(shè)有工具箱,搶修用品及防毒面具。5.加氯間的管線應(yīng)敷設(shè)在溝槽內(nèi)。設(shè)有磅秤校核設(shè)備,磅秤面與地面相平加氯間及氯瓶間設(shè)通風(fēng)設(shè)備,氯氣比空氣重,排氣孔設(shè)在低處。加氯設(shè)備應(yīng)保證不間斷工作,并不少于兩套。通向加氯間的壓力管道應(yīng)保證不間斷供水。加氯間需采暖時(shí)宜用暖氣。6.
33、液氯倉(cāng)庫(kù):液氯庫(kù)建筑應(yīng)防止強(qiáng)烈光線照射。液氯儲(chǔ)量按最大用量的60天計(jì)算液氯倉(cāng)庫(kù)設(shè)在水廠主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向.倉(cāng)庫(kù)外設(shè)有檢查漏氣的觀察孔.應(yīng)有強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備.加氯間和氯庫(kù)根據(jù)具體情況設(shè)機(jī)械搬運(yùn)設(shè)備. 水泵及泵房2.二泵站設(shè)計(jì)說(shuō)明1 水泵的選擇給水泵選離心泵,流量和揚(yáng)程的適用范圍廣,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體型輕便,效率較高。 2 設(shè)計(jì)流量二泵站的流量按最高日最高時(shí)設(shè)計(jì) Qh=KhQd/T 3-13 3 設(shè)計(jì)揚(yáng)程 Hp=Zc+Hc+hs+hc+hn 3-14式中 Zc: 管網(wǎng)控制點(diǎn)的地面標(biāo)高和吸水井最低水位的高程差, m Hc: 控制點(diǎn)所需的最小效勞水頭, m hs: 吸水管中的水頭損失, m hc,hn: 輸水管和
34、管網(wǎng)中的水頭損失, m3.選泵原那么選泵首先要滿足最高時(shí)供水工況的流量和揚(yáng)程要求,并使所選水泵特性曲線的高效范圍應(yīng)盡量平緩,盡可能選用同型號(hào)水泵。應(yīng)考慮遠(yuǎn)近期結(jié)合。泵應(yīng)在高效段運(yùn)行,應(yīng)盡可能選用允許吸上真空高度值大或必需汽蝕余量值小的泵,以提高水泵安裝高度,減少泵房埋深,降低造價(jià)。備用泵臺(tái)數(shù)取決于泵房供水的重要性,一般城市供水泵房?jī)?nèi),設(shè)一臺(tái)備用泵。盡量減少水泵臺(tái)數(shù),選用效率較高的大泵。水泵選擇必須考慮節(jié)約能源。4.水泵工況確實(shí)定水泵實(shí)際工作的運(yùn)行工況,即要滿足管路特性曲線的需要,又要符合水泵的特性曲線。管路特性曲線與水泵特性曲線的交點(diǎn),即為水泵的工況點(diǎn)。5.二泵房的排水給水泵房的排水考慮以下三
35、種情況:隨時(shí)排除水泵運(yùn)行時(shí)的軸承冷卻水,閘閥漏水,以及大型電動(dòng)機(jī)的軸套冷卻排水。停泵檢修時(shí),排除放空水泵和管路內(nèi)剩水。發(fā)生裂管事故等特殊情況下的大量瀉水。設(shè)計(jì)采用排水泵排水。6.二泵房的通風(fēng)與采暖城市年最高氣溫 35;年最低氣溫 -26;年平均氣溫 10,考慮采暖,通風(fēng)采用自然通風(fēng)。7.二泵房機(jī)組的布置 本次設(shè)計(jì)中機(jī)組布置采用直線單行布置。 根底寬但 電機(jī)軸長(zhǎng)但低壓 1.0-2.0 電機(jī)軸長(zhǎng)但 低壓 高壓2.0m 1.0m 高壓 1.5m 圖3-1二泵房機(jī)組的布置8.離心泵吸水井布置多臺(tái)水泵吸水管共用一井時(shí),將吸水井分成兩格,中間隔墻上設(shè)連接管和閘閥。1吸水喇叭口直徑D D=(1.3-1.5)
36、d 3-15式中 d: 吸水管直徑2 吸水喇叭口最小懸空高度 h1=(0.6-0.8)D 3-163 喇叭口間凈距a和喇叭口與井壁間的凈距 a=(1.5-2.0)D 3-174 吸水喇叭口的最小淹沒(méi)水深h2 h2米 3-189.水錘的產(chǎn)生與防護(hù)1 產(chǎn)生原因:啟泵,停泵,用啟閉閥門(mén)或改變水泵轉(zhuǎn)速,葉片角度調(diào)節(jié)流量時(shí);尤其在迅速操作,使水流速度發(fā)生急劇變化的情況下。事故停泵,即運(yùn)行中的水泵動(dòng)力突然中斷時(shí)停泵。2 水錘防護(hù):關(guān)(開(kāi))閥水錘:防止方法易延長(zhǎng)關(guān)(開(kāi))閥時(shí)間,以防止發(fā)生直接水錘。對(duì)于不停泵關(guān)閉水泵出口閥門(mén)。4 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 設(shè)計(jì)流量確實(shí)定1.設(shè)計(jì)流量計(jì)算:綜合生活用水4x1x10-5=970
37、00m3/dq: 最高時(shí)生活用水定額 n: 設(shè)計(jì)年限內(nèi)方案人口數(shù) 人f: 自來(lái)水普及率1 工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量Q2 =Q=5000+3000+2400=10400m3/d 澆灑綠地及道路用水Q3=( +Q2)2+1%=3222m3/d 未預(yù)見(jiàn)及管道漏瀉量=7744m3/d d=+ =147366m3/d 平均時(shí)用水量:平=d /24=147366/24=6140m3/h4.2 給水處理廠工藝計(jì)算4.2.1投藥工藝計(jì)算選擇堿式氯化鋁為混凝劑,最大投加量1,投加為15%,采用計(jì)量泵濕式投加。1.計(jì)算(1) 溶液池容積根據(jù)上述數(shù)據(jù), W1= aQ/(417bn)9 =506140/(417152) =
38、24.54 m3溶液池分兩格,每格的有效容積為11m3,有效高度,超高,實(shí)際尺寸為。置于室內(nèi)地面上。(2) 溶解池容積W219溶解池分兩格,每格容積3,高度為,超高9,設(shè)計(jì)尺寸為1.5m。池底坡度采用2.5%1。溶解池?cái)嚢柙O(shè)備采用中心固定式平槳板式攪拌機(jī)。槳直徑為700mm9,槳板深度為1100mm9,質(zhì)量150kg。溶解池置于地下,池頂高出地面。溶解池和溶液池的材料都采用鋼筋混凝土,內(nèi)壁襯以聚乙烯板。(3) 藥劑倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)參數(shù)為9m2/104m3d1,考慮到遠(yuǎn)期開(kāi)展,面積為2,室內(nèi)高,用人力手推車投藥,藥庫(kù)平面設(shè)計(jì)尺寸為11m11m。(4) 設(shè)3臺(tái)活塞式隔膜計(jì)量泵2用1備,單臺(tái)投加量600L/
39、h4.2.2 混合工藝計(jì)算選管道內(nèi)跌水混合,管內(nèi)流速取1.5 m/s,投藥后管內(nèi)水頭損失不小于0.30.4 m。 反響池工藝計(jì)算選擇回轉(zhuǎn)式隔板反響池。:設(shè)計(jì)水量Q6140m3/h。分設(shè)2池10,每池Q3070m33/s 采用數(shù)據(jù):反響時(shí)間T=20min9,反響池流速,1,,反響池平均水深1,超高,計(jì)算反響池容積W=QT/60=307020/60=1023m3,反響池寬B為,反響池長(zhǎng).即隔板間凈距長(zhǎng),蓄凝池進(jìn)水管直徑:Q/V=A D=1200mm。反響池回流墻各圈斷面計(jì)算如下 表 各回圈的斷面計(jì)算Table 4.1 each loop section calculation 計(jì)算廊道寬度 實(shí)際廊
40、道寬度 實(shí)際流速 V轉(zhuǎn)彎 1.215 1.2 0.203 0.169 經(jīng)計(jì)算:采取3個(gè),4個(gè),5個(gè),4個(gè),4個(gè).Vn廊道內(nèi)流速m/s Hn水深 an廊道寬度又因?yàn)椋罕?.2 各段水頭損失計(jì)算結(jié)果Table 4.2 The results of the head loss廊道 沉淀池工藝計(jì)算沉淀池采用平流沉淀池。近期設(shè)兩座,與絮凝池合建。 1. 設(shè)計(jì)參數(shù)每池處理水量:Q13/s。沉淀時(shí)間:T=2h1;沉淀池水平流速:v=12/s1。 2.設(shè)計(jì)計(jì)算1 沉淀池長(zhǎng):L1;2沉淀池容積:W=Q1T=30702=6140m33沉淀池有效水深:取H1=3m1,超高3. 設(shè)計(jì)尺寸1沉淀池與絮凝池合建,為方便施
41、工,沉淀池的設(shè)計(jì)尺寸應(yīng)配合絮凝池尺寸。采用吸泥機(jī)軌距為7,每池設(shè)兩部。 沉淀池分兩格,每格凈寬:B2故沉淀池寬采用.池長(zhǎng): L2=80m沉淀池實(shí)際水平流速: v2=L2校核: L2/B24 , L2/H110 1, 符合要求 每格中設(shè)置一條厚為的導(dǎo)流墻。2絮凝池與沉淀池之間設(shè)置穿孔布水墻,墻厚200mm1;穿孔流速采用,孔口總面積為:。每個(gè)孔口尺寸定為158。那么孔口數(shù)為:個(gè)3出水渠斷面寬度采用:B3,渠道起端水深H=1.73(Q1/g*B3)1/3為保證堰口自由落水,出水堰保護(hù)高度采用1。4為降低堰口的流量負(fù)荷,采用指形堰。外表負(fù)荷采用:q=300m3/(md)1那么堰長(zhǎng)為: L=0.5(Q
42、1/q-B)=0.5=130m選用12條指形堰,每條堰長(zhǎng),堰寬考慮到沉淀池分兩格,故每格設(shè)6條指形堰,各堰中心間距。5平流沉淀池的放空排泥管直徑: D=(0.7BLH/T), 采用DN=530mm6水力校核: 考慮到設(shè)有導(dǎo)流墻,W=2344/2*300=351600c ,X=2344/2+300*2=1772cm ,R= W / , Fr=v2/ Rg=1.51.5/(198.4981)=4.3810-5(在110-4110-5 范圍內(nèi)1) 濾池工藝計(jì)算1.設(shè)計(jì)參數(shù)采用兩組濾池,濾池的設(shè)計(jì)流量:3/S設(shè)計(jì)濾速10m/h1,沖擊強(qiáng)度14L/Sm1 ,沖洗時(shí)間6min,膨脹率45%12.設(shè)計(jì)計(jì)算按
43、每日工作23h計(jì)1濾池面積:F=Q/V24/23=3070/1024/23=320.3 m單個(gè)面積F,取單池寬B為5m,長(zhǎng)為7m。單格實(shí)際面積為f=BL=57=35 m,實(shí)際流速V=Q/Nf3/h,校核強(qiáng)制濾速V=3/h 進(jìn)水虹吸管虹吸管進(jìn)水量Q進(jìn)=3070/3600(8-1)=0.122 m3/s 注:當(dāng)一格沖洗時(shí)事故沖洗時(shí)進(jìn)水量Q事=3070/3600(8-2)=0.142 m3/s采用矩形斷面,斷面面積W進(jìn)=Q進(jìn)/V進(jìn) V進(jìn) 取1 采用斷面W進(jìn)=BL=0.40.52=0.21 m進(jìn)水虹吸管局部水頭損失h局=1.2V進(jìn)事=進(jìn)+290彎頭+出口8h進(jìn)口虹吸管沿程水頭損失h 沿=L,水力半徑R
44、=謝才系數(shù)C=1/nR=1/0.013(0.14) 4h沿=0.001m,h 4進(jìn)水槽及配水槽進(jìn)水虹吸管至槽底 h取 1,進(jìn)水虹吸管淹沒(méi)深度h取1,配水槽堰寬b取,配水堰上水頭:h=()=0.13m 進(jìn)水堰超高取9H進(jìn)= h+ h+ h+ h+ C=0.2+0.2+0.13+0.1+0.15=0.78m, 取5清水堰上水頭選堰寬b=6m 那么堰上水頭 H堰6濾板水頭損失 開(kāi)孔比:上層1.32%1 下層為1.0%,孔口流量系數(shù)取1開(kāi)孔面積:上層W上,下層W下沖流時(shí)孔眼內(nèi)流速:V上=q V下= q濾板內(nèi)水頭損失:h上= h下=,h板= h上+ h下=0.346, 取7排水虹吸管 沖洗排水量 Q排3
45、/s查水力計(jì)算表 當(dāng)Dg=700mm時(shí),V 排,8 排水虹管長(zhǎng)為L(zhǎng)=10mh局=h 沿,h= h局+ h沿8洗砂排水槽采用槽底為三角形斷面的排水槽, 洗砂排水量:,洗砂排水槽中心間距a為1.75 m,每個(gè)濾池4條排水槽,槽的長(zhǎng)度L等于濾池寬B:5.0 m,槽中流速為s槽底為三角形斷面時(shí)尺寸:X=槽高度為:,槽寬度為,所以洗砂槽頂至砂面高度:H=e+2.5X+=45%0.7+0.56+0.06+0.07=1.01 m復(fù)算洗砂排水槽:洗砂排水槽總面積:F0=20.2255.04=9.0 m=25.7% 25%1 符合要求9濾池高度 H=H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H其中H 濾池高度m,
46、取5-5.5 m9H0 集水室高度m,取 m H1 濾板厚度m, 取 mH2 承拖層高度m,取0.1 m9H3 濾料厚度m,取0.8 m9H4 洗砂排水槽底至砂面距離mH5 洗砂排水槽高度mH6 洗砂排水槽堰上水頭m0.1 m9H7 沖洗水頭m,取1.2 mH8 清水堰上水頭m,取0.1 m9H9 過(guò)濾水頭m,取1.5 mH10 濾池超高m,取0.15-0.2 m910虹吸濾池管徑進(jìn)水管管徑:600 mm 取流速為0.7 m/s,進(jìn)水渠斷面:700mm700mm,清水管管徑:700 mm 取流速為1.0 m/s,排水管管徑:900 mm 取流速為1.2 m/s 消毒向?yàn)V后水加液氯消毒。加氯管取
47、8,總加氯量為。選用三臺(tái)2J-2型9轉(zhuǎn)子真空加氯機(jī),2用一備,液氯的儲(chǔ)藏量按照最大用量的20d1計(jì),存于三個(gè)氯瓶中,氯瓶長(zhǎng)L=2021mm,直徑D=800mm。 泵站設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.1 水泵的選擇二泵分兩級(jí)工作,一級(jí)工作時(shí)流量為2.77%Qd;二級(jí)工作時(shí)流量為5.35%Qd。經(jīng)計(jì)算最高時(shí)所需揚(yáng)程為。根據(jù)流量和揚(yáng)程,選定水泵型號(hào)為500 S359五用一備,電機(jī)型號(hào)為Y400-39-6 9,每臺(tái)泵設(shè)計(jì)工作流量為/h。水泵型號(hào)及資料見(jiàn)下表。Table 4.3 List of the pump流量l/s 揚(yáng)程m 電壓V Hs m 轉(zhuǎn)速n/min 吸入口徑mm 吐出口徑mm450-650 28-40 3
48、000 4.09 970 500 350 水泵吸水管計(jì)算吸水管長(zhǎng)8m,吸水管管徑DN1=600mm,8,;壓水管長(zhǎng),壓水管管徑DN2=600mm, 8,。吸水管局部水頭損失計(jì)算資料見(jiàn)下表。表吸水管水頭損失Table 4.4 head losses in water名稱 喇叭口 90o彎頭 閘閥945T-10 漸縮管 水泵進(jìn)口DN/mm 900 6001 600 600350 350數(shù)量 1 1 1 1 1局部阻力系數(shù) 0.3 0.7 0.06 0.21 1.0 流速/(m/s) 水泵吸水管的水頭損失為:=22水泵的安裝高度為2 考慮到平安取。水泵軸心標(biāo)高為Z= +,其中為吸水井最低水位標(biāo)高/m
49、。二泵房室內(nèi)地面標(biāo)高為,其中,為水泵根底高出室內(nèi)地面高度;為水泵底座至軸心高度。泵房所在的室外地面標(biāo)高為101m,二泵房室內(nèi)低于室外,二泵房為半地下式泵房。 水泵壓水管計(jì)算 水泵壓水管的沿程水頭損失h2,為,水泵壓水管的局部水頭損失h2,為h2,=222,壓水管的水頭損失為h2。壓水管水頭損失見(jiàn)下表表 壓水管水頭損失Table 4.5 Pressure head loss in pipes名稱 漸擴(kuò)管 閘閥945T-10 閘閥945T-10 止回閥HH44Z-10 三通 水泵吐口DN/mm 250600 1000 600 600 異徑 250數(shù)量 1 1 1 1 2 1局部阻力系數(shù) 0.32
50、0.05 0.06 1.8 3.0 1.0 流速 5.49 1.2 1.8 泵房高度計(jì)算選用LH5t7電動(dòng)葫蘆雙橋梁式起重機(jī),泵房地面上高度為:H1=a2+c2式中,a2為行車梁高度,mm;c2為行車梁底至其重鉤中心的距離,;d為起重鉤的垂直長(zhǎng)度,電機(jī)寬1120mm;e為最大一臺(tái)機(jī)組的高度,1270mm;h為吊起物底部與泵房進(jìn)口處平臺(tái)的距離,200mm;n為100mm。那么泵房高度為H=H14.3.5 泵房?jī)?nèi)設(shè)備布置水泵房?jī)?nèi)設(shè)備有五臺(tái)工作泵,一臺(tái)備用泵,水泵根底大小相同;電動(dòng)機(jī)寬610m,水泵電動(dòng)機(jī)總長(zhǎng)。水泵房?jī)?nèi)設(shè)有一值班室,上下壓配電間,變電間。有兩臺(tái)真空泵,一用一備,一條排水溝,一集水坑,
51、一臺(tái)排水泵。4.3.6 真空泵排水泵選擇耗水量/min,選SZ-1J型真空泵,配帶動(dòng)力5KW,水消耗量10L/min,一字型布置,L=1001mm,l=590mm,B=495mm。排水泵選一臺(tái)50ZZB-10,Q=10.518m3/h,H=712m,n=2900r/min。該城市在東北地區(qū),冬季采用熱水集中供暖。泵房?jī)?nèi)自然通風(fēng)。 吸水井吸水井喇叭口直徑為,即為900mm;喇叭口的淹沒(méi)水深為,即為540mm;吸水井喇叭口距井底距離為,即720mm;喇叭口凈距為1.6D,即960mm;喇叭口與吸水井壁距離,即720mm;吸水井長(zhǎng)27000mm,寬4800mm,高6000mm。 水廠局部清水池調(diào)節(jié)容積水廠內(nèi)建兩座圓形清水池,每座清水池有效容積為:W=W1+W2+W3+W4W3=8533.6=918W4為平安儲(chǔ)量,水深。清水池水深為4.3m,直徑50 m,超高,清水池,W為,清水池進(jìn)水管直徑為900mm,出水管直徑900mm,流速為,溢流管與進(jìn)水管直徑相同為900mm,排水管直徑為600mm。清水池設(shè)2個(gè)檢修孔,檢修孔的直徑為1000mm。池頂設(shè)6個(gè)通氣管,通氣管直徑為150mm。池頂覆土厚度為0.7m 。 廠內(nèi)配水井為了使配水均勻,配水井分成23min,那么配水井
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