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文檔簡介

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上某紡織印染企業(yè)廢水處理方案設計1 總論1.1簡介紡織印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶,據(jù)估算,全國每天排放的廢水量約(3-4)×106m3,且廢水中有機物濃度高,成分復雜,色度深,pH變化大,水質水量變化大,屬較難處理工業(yè)廢水。某企業(yè)擬新建以腈綸本色紗為主的棉化纖紡織及印染精加工項目。根據(jù)建設項目管理條例和環(huán)境保護法之規(guī)定,環(huán)保設施的建設應與主體工程“三同時”。受該企業(yè)委托,我們提出了該項目的廢水處理方案,按本方案進行建設后,可確保廢水的達標排放,能極大地減輕該項目外排廢水對某縣的不利影響。1.2方案設計依據(jù)紡織染整工業(yè)水污染物排放標準GB4287-92。室外排水

2、設計規(guī)范GBJ14-87。建筑給排水設計規(guī)范GBJ15-87。國家相關法律、法規(guī)。委托方提供的有關資料。其它同類企業(yè)廢水處理設施竣工驗收監(jiān)測數(shù)據(jù)等。1.3方案設計原則本設計嚴格執(zhí)行國家有關法規(guī)、規(guī)范,環(huán)境保護的各項規(guī)定,污水處理后必須確保各項出水水質指標均達到污水綜合排放標準。采用先進、成熟、穩(wěn)定、實用、經(jīng)濟合理的處理工藝,保證處理效果,并節(jié)省投資和運行管理費用。設備選型兼顧通用性和先進性,運行穩(wěn)定可靠,效率高,管理方便,維修維護工作量少,價格適中。系統(tǒng)運行靈活,管理方便,維修簡單,盡量考慮操作自動化,減少操作勞動強度。設計美觀,布局合理,與周圍環(huán)境統(tǒng)一協(xié)調。盡量采取措施減小對周圍環(huán)境的影響,

3、合理控制噪聲,氣味,妥善處理與處置固體廢棄物,避免二次污染。1.4設計范圍污水處理站污水、污泥處理工藝技術方案論證。污水處理站工程內容的工藝設備、建筑、結構、電氣、儀表和自動控制等方面的工程設計及總平面布置。工程投資預算編制。2 工程概況2.1廢水來源及特點該企業(yè)的工業(yè)廢水主要來自退漿、煮煉、漂白(合稱煉漂廢水)和染色、漂洗(合稱印染廢水)工段,各工段廢水特點如下: 退漿廢水退漿是利用化學藥劑去除紡織物上的雜質和漿料,便于下道工序的加工,此部分廢水所含雜質纖維較多。以往由于紡織廠用淀粉為原料,故廢水中BOD5濃度很高,是整個印染廢水中BOD5的主要來源,使廢水中B/C比較高,往往大于0.3,適

4、宜生化,但隨著科技的進步,印染廠所用漿料逐步被CAM/PVA所代替,從而使廢水中BOD5下降,CODcr升高,廢水的可生化性降低。 煮煉廢水煮煉工序是為了去除織物所含蠟質、果膠、油劑和機油等雜質,使用的化學藥劑以燒堿和表面活性劑為主,此部分廢水量大,堿性強,CODcr、BOD5高,是印染廢水中主要的有機污染源。 漂白廢水漂白主要是利用氧原子氧化織物中的著色基團,達到織物增白的目的,漂白廢水中一般有機物含量較低,使用的漂白劑多為雙氧水。 染色廢水染色工藝是本項目的支柱工藝,在此過程中,使用直接、分散等染料和各種助劑,從而使染色工藝成為復雜工藝,也使染色廢水水質呈現(xiàn)出復雜多樣性。一般而言,染色廢水

5、堿性強,色澤深,對人體器官刺激大,BOD5、CODcr濃度高,廢水中所含各種染料、表面活性劑和各種助劑是印染廢水中最大的有機物污染源。漂洗廢水其中含有纖維屑、樹脂、油劑、漿料、表面活性劑、甲醛等。2.2廢水的水質水量及處理后排放標準廢水的水質水量廢水量1300m3/dCOD1000-1200mg/lSS200-300mg/l色度600-800倍PH8-10BOD300mg/l廢水處理后排放標準根據(jù)紡織染整工業(yè)水污染物排放標準GB4287-92中的一級排放標準。COD100mg/lSS70mg/l色度40倍(稀釋倍數(shù))pH6-9最高允許排水量2.5m3/百米布(幅寬914mm)BOD25mg/l

6、3 工藝流程3.1工藝流程的選定該企業(yè)廢水COD高,色度大,PH值高,懸浮物多并不易直接生化處理,因此采用水解酸化+接觸氧化+混凝沉淀,并與物理、化學法串聯(lián)的方法處理該廢水。3.2工藝流程圖根據(jù)上述處理工藝分析,確定工藝流程圖如圖工藝流程圖3.3工藝流程說明印染廢水首先通過格柵,用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物,以減輕后續(xù)處理構筑物的負荷,用來去除那些可能堵塞水泵機組管道閥門的較粗大的懸浮物,并保證后續(xù)處理設施能正常運行的裝置。紡織印染廠由于其特有的生產過程,造成廢水排放的間斷性和多邊性,是排出的廢水的水質和水量有很大的變化。而廢水處理設備都是按一定的水質和水量標準設計的,要求均勻進水,特別對

7、生物處理設備更為重要。為了保證處理設備的正常運行,在廢水進入處理設備之前,必須預先進行調節(jié)。 印染廢水中含有大量的溶解度較好的環(huán)狀有機物,其生物處理效果一般,因此選擇酸化水解工藝。酸化水解工藝利用水解和產酸菌的反應,將不溶性有機物水解成溶解性有機物、大分子物質分解成小分子物質、去除易降解有機物,提高污水的可生化性,減少污泥產量,使污水更適宜于后續(xù)的好氧處理。生物接觸氧化也稱淹沒式生物濾池,其反應器內設置填料,經(jīng)過充氧的廢水與長滿生物膜的填料相接觸,在生物膜的作用下,大部分有機物被消耗,廢水得到凈化。廢水懸浮物較高及色度較深,因此選擇混凝沉淀,去除懸浮物和色度,使出水的水質指標相對穩(wěn)定。這里選用

8、豎流式沉淀池,其排泥簡單,管理方便,占地面積小。對于還有少量顏色的廢水很難通過混凝沉淀及生物處理脫色,為保險起見,在生物處理后增加化學氧化系統(tǒng)。 4 構筑物的設計與計算4.1設計規(guī)模說明印染廢水約為1300t/d,設計處理規(guī)模為1500 t/d。污水的平均流量Q平均0.01736 m3/s設計流量:Q=0.01736 m3/s=17.36L/s 取流量總變化系數(shù)為:KZ=1.97最大設計流量:Qmax=Kz ×Q=1.97×0.01736 m3/s =0.034m3/s=125m3/h4.2構筑物的設計與計算4.2.1格柵 格柵間隙數(shù) 18Qmax最大廢水設計流量 0.03

9、4m3/s格柵安裝傾角 60o h柵前水深 0.3mb柵條間隙寬度 取10mm過柵流速 0.6m/s 格柵的建筑寬度B取柵條寬度S=0.01m,則柵槽寬度B=B=0.01(181)0.01×18=0.35m進水渠寬度B1 B1 = = = 0.19m柵前擴大段 L11漸寬部分的展開角,一般采用20o。柵后收縮段 L2 = 0.5×L1=0.11(m)通過格柵的水頭損失 h1,m h1= h0k 式中:h1-設計水頭損失,m h0 -計算水頭損失,m g -重力加速度,m/s2 k -系數(shù),格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù),一般采用3。 -阻力系數(shù),與柵條斷面形狀有關;設柵條

10、斷面為銳邊矩形斷面,=2.42。 =0.12 (m)柵后槽總高度H H=h+h1+h2=0.3+0.12+0.3=0.72(m)h柵前水深h1格柵的水頭損失h2柵前渠道超高,般取0.3m格柵的總長度LL式中:L1柵前擴大段 L2柵后收縮段 柵前渠道深度,(m)每日柵渣量W,m3/d式中,W為柵渣量,取0.10m3/103m3污水,那么 W= 0.15(m3/d)<0.2(m3/d) ,所以手動清渣。格柵水力計算示意圖格柵機的選型 參考給水排水設計手冊,選擇NC-300式格柵除污機,其安裝傾角為60°,進水流速1m/s,柵條凈距520mm。4.2.2調節(jié)池的設計 為了調節(jié)水質,在

11、調節(jié)池底部設置攪拌裝置,常用的兩種方式是空氣攪拌和機械攪拌,這里采用穿孔空氣攪拌,氣水比為3.5:1。池型為矩形。廢水停留時間t=8h。 1池體積算.調節(jié)池有效體積VV=Qmax×t=125 m3/h×8h=1000m3.調節(jié)池尺寸 設計調節(jié)池平面尺寸為矩形,有效水深為5米,則面積FF=V/h=1000 m3/5m=200m2設池寬B=10m,池長L=F/B=200/10=20m, 保護高h1=0.3m,則池總高度H=h+h1=5+0.6=5.3m調節(jié)池尺寸:L×B×H=20m×10m×5.3m2布氣管設置.空氣量DD=D0Q=3.5

12、×1500=5250m3/d=3.65m3/min=0.06m3/s式中D0每立方米污水需氧量,3.5m3/m3 .空氣干管直徑dd=(4D/v)1/2=4×0.06/(3.14×12)1/2=0.0798m,取80mm。v:擬定管內氣體流速校核管內氣體流速v=4D/d2=4×0.06/(3.14×0.082)= 11.9m/s在范圍1015m/s內,滿足規(guī)范要求。.支管直徑d1空氣干管連接兩支管,通過每根支管的空氣量qq=D/2=0.06/2=0.03 m3/s則支管直徑d1=(4q/v1)1/2=4×0.03/(3.14×

13、;6)1/2=0.0798m,取80mm校核支管流速v1=4q/d12=4×0.03/(3.14×0.082)=5.97m/s在范圍510m/s內,滿足規(guī)范要求。.穿孔管直徑d2 沿支管方向每隔2m設置兩根對稱的穿孔管,靠近穿孔管的兩側池壁各留1m,則穿孔管的間距數(shù)為(L-2×1)/2=(20-2)/2=9,穿孔管的個數(shù)n=(9+1)×2×2=40。每根支管上連有20根穿孔管,通過每根穿孔管的空氣量q1,q1=q/20=0.03/20=0.0015m3/s則穿孔管直徑d2=(4q1/v2)1/2=4×0.0015/(3.14×

14、;8)1/20.015m,取15mm校核流速v2=4q1/d22=4×0.0015/(3.14×0.0152)=8.5m/s在范圍510m/s內。.孔眼計算孔眼開于穿孔管底部與垂直中心線成45°處,并交錯排列,孔眼間距b=50mm,孔徑=3mm,每根穿孔管長l=2m,那么孔眼數(shù)m= l/b+1=2/0.05+1=41個??籽哿魉賤3=4q1/2m=4×0.0015/(3.14×0.0032×41)=5.18m/s, 符合510m/s的流速要求。3鼓風機的選型空氣管DN=80mm時,風管的沿程阻力h1h1=iLTP式中i單位管長阻力,查

15、給水排水設計手冊第一冊 L風管長度,m T溫度為20時,空氣密度的修正系數(shù)為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數(shù)為1.0風管的局部阻力h2=v2/2g 式中局部阻力系數(shù),查給水排水設計手冊第一冊 v風管中平均空氣流速,m/s 空氣密度,kg/m3空氣管DN=15mm時,風管的沿程阻力h1h3=iLTP式中i單位管長阻力,查給水排水設計手冊第一冊, L風管長度,m T溫度為20時,空氣密度的修正系數(shù)為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數(shù)為1.0風管的局部阻力h4=v2/2g式中局部阻力系數(shù),查給水排水設計手冊第一冊 v風管中平均空氣流速,m/s 空氣密度,kg/m3風

16、機所需風壓為h1+h2+h3+h4=H。綜合以上計算,鼓風機所需氣量3.6m3/min,風壓H KPa。 結合氣量5.2×103m3/d,風壓H KPa進行風機選型,查給水排水設計手冊11冊,選SSR型羅茨鼓風機,型號為SSR150表3-1 SR型羅茨鼓風機規(guī)格性能型號口徑A轉速r/min風量m3/min壓力kPa軸功率Kw功率Kw生產廠SSR-1501509705.209.85.587.5章丘鼓風機廠4加酸中和廢水呈堿性主要是由生產過程中投加的NaOH引起的,原水PH值為8-10(取10計算),即:OH-=10-4mol/l加酸量Ns為Ns=Nz×a×k=(12

17、5×103)l/h×10-4 mol/l×(40×10-3)kg/mol×1.24×1.1=0.682kg/h其中 Ns酸總耗量,kg/h; Nz廢水含堿量,kg/h;a酸性藥劑比耗量,取1.24k反應不均勻系數(shù),1.11.2配置好的硫酸直接從貯酸槽泵入調配槽,經(jīng)閥門控制流入調節(jié)池反應。調節(jié)池圖4.2.3 泵的選擇選用QW150-300I污水泵,其流量為200-250 m3/h,揚程為10-13m,轉速為980 r/min,效率為75%,功率為22kw,電壓為380v。4.2.4 水解酸化池1. 有效容積VV=Qmaxt=125

18、15;6=750m3其中:Qmax最大設計流量(m3/h)t停留時間,本設計采用6h。2有效水深h:h=vt=1.5×6=9mv池內水的上升流速,一般控制在0.81.8m/h,此處取1.5m/h3池表面積FF= V/h=750/9=83.4m2,取84 m2設池寬B=6m,則池長L=F/B=84/6=14m,池子超高取0.3m,則水解酸化池尺寸:L×B×H=14m×m×9.3m4.布水配水系統(tǒng)配水方式本設計采用大阻力配水系統(tǒng),為了配水均勻一般對稱布置,各支管出水口向下距池底約20cm,位于所服務面積的中心。查曝氣生物濾池污水處理新技術及工程實例

19、其設計參數(shù)如下: 管式大阻力配水系統(tǒng)設計參數(shù)表干管進口流速1.01.5m/s開孔比0.20.25支管進口流速1.52.5m/s配水孔徑912mm支管間距 0.20.3m配水孔間距730mm干管管徑的設計計算 Qmax=0.034m/s干管流速為1.4m/s,則干管橫切面積為:A= Qmax/v=0.034/1.4=0.025管徑D1=(4A/)1/2=(4×0.025/3.14)1/2=0.18m由給排水設計手冊第一冊選用DN=200mm的鋼管校核干管流速:A=2/4=3.14×O.22/4=0.0314m2v1=Qmax/A=0.034/0.0314=1.08 m/s,介

20、于1.01.5m/s之間,符合要求。布水支管的設計計算a布水支管數(shù)的確定取布水支管的中心間距為0.3m,支管的間距數(shù)n=L/0.3=14/0.3=46.747個,則支管數(shù)n=2×(47-1)=92根b布水支管管徑及長度的確定每根支管的進口流量q=Qmax/n=0.034/92=0. m3/s,支管流速v2=2.0m/s則D2=(4q/v2)1/2=4×0./(3.14×2.0)1/2=0.0154m,取D2=16mm校核支管流速:v2=4q/D22=4×0./(3.14×0.0162)=1.84 m/s,在設計流速1.52.5 m/s之間,符合

21、要求。出水孔的設計計算 一般孔徑為912mm,本設計選取孔徑10mm的出水孔。出水孔沿配水支管中心線兩側向下交叉布置,從管的橫截斷面看兩側出水孔的夾角為45°。又因為水解酸化池的橫截面積為6×14=84m2,去開孔率0.2,則孔眼總面積S=84×0.2=0.168m2。配水孔眼d=10mm,所以單孔眼的面積為S1=d2/4=3.14×0.012/4=7.85×10-5m2,所以孔眼數(shù)為0.168/(7.85×10-5)=2140個,每個管子上的孔眼數(shù)是9m2140/92=24個。水解酸化池圖4.2.5接觸氧化池1填料的選擇 結合實際情

22、況,選取孔徑為25mm的的玻璃鋼蜂窩填料,其塊體規(guī)格為800×800×230mm,空隙率為98.7,比表面積為158m2/m3,壁厚0.2mm。(參考污水處理構筑物設計與計算玻璃鋼蜂窩填料規(guī)格表)2安裝 蜂窩狀填料采用格柵支架安裝,在氧化池底部設置拼裝式格柵,以支持填料。格柵用厚度為46mm的扁鋼焊接而成,為便于搬動、安裝和拆卸,每塊單元格柵尺寸為500mm1000mm。3池體的設計計算(1)設計概述 生物接觸氧化池的容積一般按 BOD 的容積負荷或接觸氧化的時間計算,并且相互核對以確定填料容積。(2)設計計算.池子有效容積 VV=Q(La-Lt)/M則 V=1500

23、15;(0.3-0.025)/1.5=275 m³;式中:Q-設計流量 Q=1500m³/dLa -進水 BOD5 La=(250300)mg/L,取300 mg/L;Lt -出水 BOD5 Lt25mg/L;M-容積負荷 M=1.5kg/(m³·d),BOD5500時可用1.03.0kg/(m3·d),取1.5kg/(m3·d). 池子總面積 FF=V/h0,則 F=275/3=91.7,取92h0-為填料高度,一般h0=3m;. 氧化池總高度 HH=h0+h1+h2+(m-l)h3+h4,則 H=3+0.5+0.5+(3-1)&#

24、215;0.3+1.5=6.1m;h1-保護高取 0.5m;h2-填料上水深取 0.5m;h3-填料層間隔高取 0.3m;h4-配水區(qū)高,與曝氣設備有關,取 1.5m;m-填料層數(shù)取 3(層);.氧化池的尺寸氧化池半徑r=(F/)1/2=(92/3.14)1/2=5.4m氧化池的尺寸R×H=10.8m×6.1m.理論接觸時間 tt=24Fh0/Q,則t=24×92×3/1500=4.4h;.污水在池內的實際停留時間:t=F(H-h1)/Q=6×15×(6.1-0.5)/125=4.1h.所需空氣量 DD=D。Q,且D。=20:1,則

25、D=1500×20=30000m³/d;.曝氣系統(tǒng)5.6m生物接觸氧化池圖4.2.6混凝反應池1.混凝劑的選擇結合實際情況,對比分析常用混凝劑,選用聚合氯化鋁(PAC)。其特點是:堿化度比其他鋁鹽鐵鹽混凝劑低,對設備腐蝕較小混凝效率高耗藥量少絮體大而重,沉淀快。聚合氯化鋁受溫度影響小,適用于各類水質。2.配制與投加配制方式選用機械攪拌。對于混凝劑的投加采用濕投法,濕投法中應用最多的是重力投加。即利用重力作用,將藥液壓入水中,操作簡單,投加安全可靠。3.混凝池尺寸混凝時間T取20min,混凝池有效容積: V=QmaxT/n60=125×20/(1×60)=

26、42m3其中Qmax最大設計水量,m3/h 。Qmax=125 m3/h n池子座數(shù),1混凝池分為兩格,每格尺寸L1×B=2.5m×2.5m,總長L=5m?;炷厮睿篐=V/A=42/(2×2.5×2.5)=3.5m混凝池取超高0.3m,總高度為3.8m?;炷爻叽鏛×B×H=5m×2.5m×3.8m混凝池分格隔墻上過水孔道上下交錯布置,每格設一臺攪拌設備。為加強攪拌設備,于池子周壁設四塊固定擋板。4.攪拌設備 葉輪直徑取池寬的80,采用2.0m。葉輪槳板中心點線速度采用:v1=0.5m/s,v2=0.35m/s

27、;槳板長度取l=1.4m(槳板長度與葉輪直徑之比l/D=1.4/2=0.7);槳板寬度取b=0.12m,每根軸上槳板數(shù)8塊,內外側各4塊。旋轉槳板面積與絮凝池過水斷面積之比為8×0.12×1.4/(2.5×5)=10.7四塊固定擋板寬×高為0.2×1.2m。其面積于絮凝池過水斷面積之比為4×0.2×1.2/(2.5×5)=7.7槳板總面積占過水斷面積為10.7+7.7=18.4,小于25的要求。葉輪槳板中心點旋轉直徑D0D0=(1000-440)/2+440×2=1440mm=1.44m葉輪轉速分別為n1

28、=60v1/D0=60×0.5/(3.14×1.44)=6.63r/min; w1=0.663rad/sn2=60v2/D0=60×0.35/(3.14×1.44)=4.64 r/min;w2=0.464 rad/s槳板寬廠比b/l=0.12/1.4<1,查阻力系數(shù) 表3-4 阻力系數(shù)b/l小于1122.544.51010.518大于181.11.151.191.291.42=1.10 k=/2g=1.10×1000/(2×9.8)=56槳板旋轉時克服水的阻力所耗功率:第一格外側槳板:N01=yklw13(r24-r14)/40

29、8=4×56×1.4×0.663(14-0.884)/408=0.090kw第一格內側槳板:N01”=4×56×1.4×0.963(0.563-0.443)/408=0.014kw第一格攪拌軸功率: N01=N01+N01”=0.090+0.014=0.104kw同理,可求得第二格攪拌軸功率為0.036kw 設兩臺攪拌設備合用一臺電動機,則混凝池所耗總功率為N0=0.104+0.036=0.140kw電動機功率(取1=0.75,2=0.7):N=0.140/(0.75×0.7)=0.26kw3.5m混凝反應池4.2.7豎流式

30、沉淀池計算(1)中心管面積f沉淀池的最大水量Qmax =0.034 m3/sf= Qmax /v0=(0.034m3/s)/(0.03m/s)=1.13m2其中:Qmax最大設計流量,m3/s v0中心管內流速,不大于30mm/s,取30mm/s。(2)中心管直徑d0d0=(4f/)1/2=(4×1.13/3.14)1/2=1.2 m(3)中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3h3=Qmax/v1d1=0.034/(0.02×3.14×1.35×1.2)=0.33m在0.250.5m之間,符合要求。其中v1污水由中心管喇叭口語反射板之間的縫隙流出的速度,

31、取v1=0.02m/sd1喇叭口直徑, d1=1.35d0(4)沉淀部分有效斷面積FF= Qmax /kzv=0.034/(1.97×0.0004)=43m2v污水在沉淀池中的流速,表面負荷設q為1.5m3/(m2h),則v=1.5m3/(m2h) /3600=0.0004 m/s(5)沉淀池直徑D D=4(F+f)/1/2=4×(43+1.13)/3.141/2=7.5m,取8m。(6)沉淀池有效水深h2,停留時間t為2h,則 h2=vt=0.0004×2×3600=2.88m,采用3m D/h=8/3=2.73,滿足要求。(7) 沉淀部分所需總容積:

32、沉淀池進水ssC1=170mg/l,出水ssC2=70 mg/l,污泥含水率P0=99.5%,停留時間T=2hV= Q(C1- C2)/p(1- P0) = 1500×103×(170-70)×10-6/(1000×0.005)=30m3/d(8)圓截錐部分容積V貯泥斗傾角取45°,圓截錐體下底直徑2m ,R=D/2,則:h5=(R-r)tg45°=(4-1) tg45°=3mV1=h5(R2+Rr+r2)/3=3.14×3×(42+4×1+12)/3=66m3 30m3符合要求。其中 R圓截錐

33、上部半徑 r圓截錐下部半徑 h5圓截錐部分的高度(9)沉淀池總高度H 設超高h1和緩沖層h4各為0.3m,則 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.33+0.3+3=6.93m,取7m。 (10)排泥方式 選擇重力排泥,其排泥濃度高、排泥均勻無干擾且排泥管不易堵塞。由于從二沉池中排出的污泥含水率達99.6,性質與水相近,故排泥管采用300mm。3mm豎流式沉淀池4.2.8化學氧化池計算V=Qmaxt=125m3/h×0.5h=62.5m3取有效池高H=4m。則L×B=4m×4m4.2.9污泥池計算1污泥計算進水COD濃度為1200mg/L,出水COD濃度為100mg/L。按每去除1kgCOD產生0.3kg污泥,則因去除COD產生的污泥質量為:1500×103 L/d×(1200-100) mg/L×10-6 kg/mg×0.3=495kg/d。 因為污泥的含水率為P0=99.5,則每天因去除COD產生的濕污泥量Q1=495/p×(1-P0)=495/ 1000×(1-99.5)=99m3/d,進水ssC1=300mg/l,出水ssC2=70

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