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水處理工程技術(shù)活性污泥法運(yùn)行方式蘇少林副教授知識(shí)點(diǎn)主要內(nèi)容一、傳統(tǒng)活性污泥法二、漸減曝氣法三、階段曝氣法四、吸附—再生活性污泥法五、延時(shí)曝氣活性污泥法六、完全混合活性污泥法七、AB法污水處理工藝八、氧化溝九、序批式活性污泥法十、淺層曝氣活性污泥法十一、深水曝氣活性污泥法十二、深井曝氣活性污泥法十三、純氧曝氣活性污泥法

活性污泥法運(yùn)行方式一、傳統(tǒng)活性污泥法

活性污泥法運(yùn)行方式傳統(tǒng)活性污泥法

活性污泥法自從開創(chuàng)以來(lái)已有近百年的歷史,在長(zhǎng)期的工程實(shí)踐過程中,根據(jù)水質(zhì)的變化、微生物代謝活動(dòng)的特點(diǎn)、運(yùn)行管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和排放要求等方面的情況,又發(fā)展成多種行之有效的運(yùn)行方式和工藝流程。

活性污泥法運(yùn)行方式傳統(tǒng)活性污泥法

傳統(tǒng)活性污泥法,又稱普通活性污泥法,是早期開始使用并沿用至今的運(yùn)行方式。其運(yùn)行方式如下圖:曝氣池二次沉淀池經(jīng)預(yù)處理的污水處理水空氣回流污泥剩余污泥圖4.2.4活性污泥法的基本流程

活性污泥法運(yùn)行方式

活性污泥法運(yùn)行方式圖4.2.17曝氣池內(nèi)需氧量的變化示意圖傳統(tǒng)活性污泥法

在曝氣池內(nèi),有機(jī)污染物的降解經(jīng)歷了第一階段的吸附和第二階段的微生物代謝的完整過程。有機(jī)污染物濃度沿池長(zhǎng)逐漸降低,需氧速度也沿池長(zhǎng)逐漸降低(見圖4.2.17),活性污泥也經(jīng)歷了一個(gè)從池首端的對(duì)數(shù)增長(zhǎng),經(jīng)減速增長(zhǎng)到池末端的內(nèi)源呼吸的完整生長(zhǎng)周期。傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)處理效果好,BOD去除率可達(dá)90%以上,適用于處理凈化程度高而水質(zhì)較穩(wěn)定的污水。

活性污泥法運(yùn)行方式傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)存在下列各項(xiàng)問題:(1)曝氣池首端有機(jī)污染物負(fù)荷高,需氧量也高,為了避免池首端由于缺氧而引起厭氧狀態(tài),進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷不宜過高,因此,曝氣池容積大,占地面積大、基建投資高。(2)需氧量沿池長(zhǎng)變化,而供氧速度難于與其吻合、適應(yīng),在池前段可能出現(xiàn)供氧不足,后段溶解氧過剩的現(xiàn)象,對(duì)此,采用漸減供氧方式(見圖4.2.18),可在一定程度上解決這一問題。圖4.2.18漸減曝氣法活性污泥法(3)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較低,運(yùn)行效果易受水質(zhì)、水量變化的影響。

活性污泥法運(yùn)行方式二、漸減曝氣活性污泥法

活性污泥法運(yùn)行方式漸減曝氣活性污泥法

漸減曝氣活性污泥法是針對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法有機(jī)物濃度和需氧量沿池長(zhǎng)減小的特點(diǎn)而改進(jìn)的。通過合理布置曝氣裝置,使供氣量沿池長(zhǎng)逐漸減小,與池內(nèi)有機(jī)污染物濃度變化相對(duì)應(yīng)。這種曝氣方式比均勻供氣的曝氣方式更為經(jīng)濟(jì)。

圖4.2.18漸減曝氣法活性污泥法

活性污泥法運(yùn)行方式三、階段曝氣活性污泥法

活性污泥法運(yùn)行方式階段曝氣活性污泥法

階段曝氣活性污泥法又稱分段進(jìn)水活性污泥法或多段進(jìn)水活性污泥法。階段曝氣活性污泥法處理系統(tǒng)是針對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)存在問題而改進(jìn)的。污水沿曝氣池長(zhǎng)分多點(diǎn)進(jìn)入,以均衡池內(nèi)有機(jī)負(fù)荷,克服了傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)供氧弊?。ㄒ妶D4.2.17),有助于能耗的降低,活性污泥的降解功能也得以充分發(fā)揮。此外,由于分散進(jìn)水,污水在池內(nèi)稀釋程度較高,混合液活性污泥濃度也沿池長(zhǎng)降低,從而有利于二次沉淀池的泥水分離。與傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)相比,處理相同的污水時(shí),所需池容積可減小30%,BOD去除率一般可達(dá)90%。

活性污泥法運(yùn)行方式階段曝氣活性污泥法圖4.2.19階段曝氣活性污泥法

活性污泥法運(yùn)行方式四、吸附—再生活性污泥法

活性污泥法運(yùn)行方式吸附—再生活性污泥法

吸附—再生活性污泥法又稱生物吸附活性污泥法或接觸穩(wěn)定法。這種運(yùn)行方式是將活性污泥降解有機(jī)污染物的吸附和代謝過程分別在各自的反應(yīng)池中進(jìn)行,其工藝流程見圖4.2.20。圖4.2.20吸附—再生活性污泥法污泥再生池吸附池二沉池剩余污泥回流污泥出水進(jìn)水

活性污泥法運(yùn)行方式吸附—再生活性污泥法

污水和經(jīng)過在再生池中充分再生,活性很強(qiáng)的活性污泥同步進(jìn)入吸附池,兩者在吸附池中充分接觸,污水中有機(jī)污染物被活性污泥所吸附,污水得到凈化。由二次沉淀池分離出的污泥進(jìn)入再生池,活性污泥微生物在這里將所吸附的有機(jī)物代謝,并進(jìn)入內(nèi)源呼吸期,使其活性和吸附功能得到充分恢復(fù),然后再與污水一起進(jìn)入吸附池。在吸附—再生活性污泥法系統(tǒng)中,污水與活性污泥在吸附池的接觸時(shí)間較短,吸附池容積較小,由于再生池接納的僅是濃度較高的回流污泥,再生池的容積亦小,因此,吸附池與再生池容積之和仍低于傳統(tǒng)法曝氣池容積。本方法能夠承受一定的沖擊負(fù)荷,當(dāng)吸附池的活性污泥遭到破壞時(shí),可由再生池的污泥予以補(bǔ)救。本方法的處理效率,低于傳統(tǒng)活性污泥法。此外,對(duì)溶解性有機(jī)物高的污水,處理效果差。

活性污泥法運(yùn)行方式五、延時(shí)曝氣活性污泥法

活性污泥法運(yùn)行方式延時(shí)曝氣活性污泥法

本工藝又稱完全氧化活性污泥法,其主要特點(diǎn)是有機(jī)負(fù)荷低,污泥持續(xù)處于內(nèi)源呼吸狀態(tài),剩余污泥少且穩(wěn)定,不需在進(jìn)行消化處理,這種工藝可稱為污水、污泥綜合處理工藝。本工藝還具有處理水質(zhì)穩(wěn)定性高,對(duì)污水沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)適應(yīng)性和不需設(shè)初次沉淀池等優(yōu)點(diǎn)。主要缺點(diǎn)是曝氣時(shí)間長(zhǎng),池容大,建設(shè)費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)都較高,而且占地面積大。延時(shí)曝氣活性污泥法一般都采用流態(tài)為完全混合式的曝氣池,適用于處理水質(zhì)要求高,又不宜采用活性污泥處理技術(shù)的小型城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水。

活性污泥法運(yùn)行方式六、完全混合活性污泥法

活性污泥法運(yùn)行方式完全混合活性污泥法

在完全混合活性污泥法系統(tǒng)內(nèi),污水與回流污泥進(jìn)入曝氣池后,立即與池內(nèi)混合液充分混合??梢哉J(rèn)為池內(nèi)混合液是已經(jīng)處理而未經(jīng)泥水分離的處理水。因此,池內(nèi)混合液的組成、F/M值、微生物群體和數(shù)量是完全均勻一致的。整個(gè)處理過程在污泥增長(zhǎng)曲線上的位置僅是一個(gè)點(diǎn),這意味著在曝氣池內(nèi)各部位有機(jī)污染物降解的生化反應(yīng)是相同的,氧吸收率也都相同。

活性污泥法運(yùn)行方式完全混合活性污泥法二次沉淀池進(jìn)水出水回流污泥剩余污泥圖4.33完全混合活性污泥法完全混合曝氣池

活性污泥法運(yùn)行方式完全混合活性污泥法

完全混合曝氣池內(nèi)混合液對(duì)污水起稀釋作用,能較好地承受沖擊負(fù)荷;由于全池需氧要求相同,能節(jié)省動(dòng)力;曝氣池和沉淀池也可合建,不單獨(dú)設(shè)置污泥回流系統(tǒng),便于運(yùn)行管理。本工藝的主要缺點(diǎn)是連續(xù)進(jìn)出水,可能產(chǎn)生短流,出水水質(zhì)不如傳統(tǒng)法,易發(fā)生污泥膨脹。

活性污泥法運(yùn)行方式七、AB法污水處理工藝

活性污泥法運(yùn)行方式AB法污水處理工藝AB法污水處理工藝,是吸附-生物降解的工藝的簡(jiǎn)稱。工藝系統(tǒng)共分3段,即預(yù)處理段、A段和B段。

活性污泥法運(yùn)行方式AB法污水處理工藝

由于不設(shè)初次沉淀池,A段在直接接受城市排水系統(tǒng)中污水的同時(shí),也接種和充分利用了經(jīng)偌大的排水系統(tǒng)所優(yōu)選的適應(yīng)原污水的微生物種群;由于A段負(fù)荷高,能夠成活的微生物種群只能是抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的原核細(xì)菌,而原生動(dòng)物和后生動(dòng)物不能存活;A段對(duì)污染物的去除主要依靠活性污泥的吸附作用,這樣,某些重金屬、難降解有機(jī)物和氮、磷等都能通過A段得到一定程度的去除。

A段的污泥負(fù)荷一般為2~6kgBOD/kgMLSS·d;污泥齡0.3~0.5d;水力停留時(shí)間30min;池內(nèi)溶解氧濃度0.2~0.7mg/L;BOD去除率大致為40%~70%。經(jīng)A段處理后的污水,可生化性得到改善,有利于后續(xù)B段的生物降解作用。

活性污泥法運(yùn)行方式

活性污泥法運(yùn)行方式AB法污水處理工藝

B段接受A段的處理水,負(fù)荷較低,水質(zhì)、水量也較穩(wěn)定,許多原生動(dòng)物可以很好地生長(zhǎng)繁殖,由于不受沖擊負(fù)荷影響,其凈化功能得以充分發(fā)揮,較傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng),曝氣池的容積可減少40%左右。

B段的污泥負(fù)荷一般為0.15~0.3kgBOD/kgMLSS·d;污泥齡15~20d;水力停留時(shí)間2~3h;池內(nèi)溶解氧濃度1~2mg/L

活性污泥法運(yùn)行方式

活性污泥法運(yùn)行方式八、氧化溝

活性污泥法運(yùn)行方式氧化溝

活性污泥法運(yùn)行方式(1)氧化溝的工作原理與特征構(gòu)造方面的特征

1)氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀,平面多為環(huán)形或橢圓形,總長(zhǎng)可達(dá)幾十米,甚至百米以上。溝深取決于曝氣裝置,一般2~6m。

2)單池進(jìn)水裝置比較簡(jiǎn)單,采用管道進(jìn)水即可,如雙池以上工作時(shí),則應(yīng)設(shè)配水井,采用交替工作系統(tǒng)時(shí),配水井內(nèi)還應(yīng)設(shè)自動(dòng)控制裝置,以變換水流方向。

活性污泥法運(yùn)行方式在水流混合方面的特征在流態(tài)上,氧化溝介于完全混合與推流之間。污水在溝內(nèi)的平均流速一般為0.4m/s,如氧化溝的總長(zhǎng)為100~500m時(shí),污水完成一個(gè)循環(huán)所需的時(shí)間為4~20min,如水力停留時(shí)間定為24h,則在整個(gè)停留時(shí)間內(nèi)要作72~360個(gè)循環(huán)。因此,氧化溝內(nèi)混合液的水質(zhì)是一致的,流態(tài)是完全混合式。又有某些推流式的特征,如曝氣裝置的下游溶解氧沿池長(zhǎng)從高向低變動(dòng),甚至可能出現(xiàn)缺氧段。氧化溝的這種水流狀態(tài),有利于活性污泥的生物凝聚作用,而且可以形成好氧區(qū)、缺氧區(qū)。通過對(duì)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)與控制,能夠取得良好的脫氮效果。

活性污泥法運(yùn)行方式在工藝方面的特征1)氧化溝不設(shè)初次沉淀池,污泥不需要厭氧消化;2)可不用二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng),使處理流程更為簡(jiǎn)化;3)污泥齡一般為15~30d,可以存活、繁殖世代時(shí)間長(zhǎng)、增殖速度慢的的微生物,如硝化菌,在氧化溝內(nèi)產(chǎn)生硝化反應(yīng);4)對(duì)水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性,能夠承受沖擊負(fù)荷,不致于影響處理性能。

活性污泥法運(yùn)行方式(2)常用的氧化溝系統(tǒng)卡魯塞爾(Carrousel)氧化溝

活性污泥法運(yùn)行方式

圖為六廊道并采用垂直安裝的低速表面曝氣器的卡魯塞爾氧化溝,每組溝渠的轉(zhuǎn)彎處安裝一臺(tái)表面曝氣器,靠近曝氣器下游為富氧區(qū),而曝氣器上游則為低氧區(qū),外環(huán)還可能成為缺氧區(qū),這樣,在氧化溝內(nèi)能夠形成生物脫氮的環(huán)境條件。

活性污泥法運(yùn)行方式交替工作氧化溝

2池交替氧化溝,由容積相同的A、B兩池組成,串聯(lián)運(yùn)行,交替地作為曝氣池和沉淀池,不需設(shè)置污泥回流系統(tǒng)。該系統(tǒng)可獲得優(yōu)良的處理水和穩(wěn)定的污泥。

活性污泥法運(yùn)行方式

3池交替工作氧化溝,兩側(cè)的A池和C池交替地作為曝氣池和沉淀池,中間的B池則一直作為曝氣池,原污水交替地進(jìn)入A池或C池,處理水則相應(yīng)地從作為沉淀池的A池或C池流出。

3池交替工作氧化溝能夠完成BOD去除和硝化、反硝化過程,取得優(yōu)異的BOD去除和脫氮效果,同樣不需要污泥回流系統(tǒng)。

圖4.2.263池交替工作氧化溝1—沉砂池;2—曝氣轉(zhuǎn)刷;3—出水堰;4—排泥井;5—污泥井

活性污泥法運(yùn)行方式奧貝爾(Orbal)氧化溝奧貝爾氧化溝由多個(gè)呈橢圓形的同心溝渠組成,溝渠中安裝有水平旋轉(zhuǎn)的曝氣轉(zhuǎn)盤,用來(lái)充氧和混合。污水首先進(jìn)入最外環(huán)的溝渠,在其中不斷循環(huán)的同時(shí),依次進(jìn)入下一個(gè)溝渠,最后從中心溝渠流出進(jìn)入二次沉淀池。V外溝=60~70%V總;V中溝=20~30%V總;V內(nèi)溝=10%V總在運(yùn)行時(shí),應(yīng)保持外、中、內(nèi)3層溝渠混合液的溶解氧分別為0、1、2mg/L,即三溝溶解氧的0-1-2梯度分布,這樣既有利于提高充氧效果,又有可能使溝渠具有脫氮除磷的功能。

活性污泥法運(yùn)行方式

活性污泥法運(yùn)行方式

活性污泥法運(yùn)行方式九、序批式活性污泥法

活性污泥法運(yùn)行方式序批式活性污泥法

序批式活性污泥法又稱間歇式活性污泥法工藝,簡(jiǎn)稱SBR工藝。

(1)SBR工藝的工作原理和運(yùn)行操作

SBR工藝采用間歇運(yùn)行方式,污水間歇進(jìn)入系統(tǒng)并間歇排出。系統(tǒng)內(nèi)只設(shè)一個(gè)處理單元,該單元在不同的時(shí)間發(fā)揮不同的作用,污水進(jìn)入該單元后,按順序進(jìn)行不同的處理。

活性污泥法運(yùn)行方式

SBR工藝的一個(gè)運(yùn)行周期是由流入、反應(yīng)、沉淀、排放、待機(jī)(閑置)等5個(gè)工序組成SBR工藝的典型運(yùn)行工序

活性污泥法運(yùn)行方式流入工序

流入工序是反應(yīng)池接納污水的過程。在污水流入之前是前一周期的排水或待機(jī)狀態(tài),反應(yīng)池內(nèi)剩有高濃度的活性污泥混合液,相當(dāng)于傳統(tǒng)活性污泥法的回流污泥此時(shí)反應(yīng)池水位最低。流入工序中反應(yīng)池對(duì)水質(zhì)、水量的變動(dòng)有一定的適應(yīng)性。本工序所用時(shí)間,則根據(jù)實(shí)際排水情況和設(shè)備條件確定,從工藝效果上要求,一般污水注入時(shí)間以短促為宜,瞬間最好。

活性污泥法運(yùn)行方式反應(yīng)工序

污水注入達(dá)到預(yù)定容積后,即開始反應(yīng)操作。根據(jù)污水處理的目的,如BOD去除,硝化和磷的吸收,采取的相應(yīng)措施為曝氣,反硝化脫氮?jiǎng)t為緩速攪拌,并根據(jù)需要達(dá)到的程度來(lái)決定反應(yīng)的延續(xù)時(shí)間。為保證沉淀工序的效果,在反應(yīng)工序后期,沉淀工序之前,還需進(jìn)行暫短的微量曝氣,吹脫附著在污泥上的氮?dú)?。如需排泥,也在本工序后期進(jìn)行。

活性污泥法運(yùn)行方式沉淀工序

本工序相當(dāng)于傳統(tǒng)活性污泥法的二次沉淀池,停止曝氣和攪拌,使活性污泥與水在靜止?fàn)顟B(tài)分離,因而有更高的沉淀效率。沉淀工序采取的時(shí)間與二次沉淀池相同,一般為1.5~2.0h。

活性污泥法運(yùn)行方式排放工序

經(jīng)過沉淀后產(chǎn)生的上清液,作為處理水排放至最低水位,反應(yīng)池底部沉淀的活性污泥大部分作為下個(gè)處理周期的回流污泥使用,排出剩余污泥。

活性污泥法運(yùn)行方式待機(jī)工序

也稱閑置工序,即在處理水排放后,等待下一個(gè)工作周期的階段。此工序時(shí)間,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定。

活性污泥法運(yùn)行方式(2)SBR工藝的特點(diǎn)①處理構(gòu)筑物的構(gòu)成簡(jiǎn)單,設(shè)備費(fèi)、運(yùn)行管理費(fèi)較連續(xù)式少;②SVI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;③大多數(shù)情況下,不需要流量調(diào)節(jié)池,曝氣池容積較連續(xù)式??;④通過對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)節(jié),在單一的曝氣池內(nèi)能夠進(jìn)行脫氮和除磷反應(yīng);⑤運(yùn)行管理得當(dāng),可獲得比連續(xù)式更好的處理水水質(zhì)。

活性污泥法運(yùn)行方式序批式活性污泥法缺點(diǎn):1、自動(dòng)化控制要求高。2、排水時(shí)間短(間歇排水時(shí)),并且排水時(shí)要求不攪動(dòng)沉淀污泥層,因而需要專門的排水設(shè)備(潷水器),且對(duì)潷水器的要求很高。3、后處理設(shè)備要求大:如消毒設(shè)備很大,接觸池容積也很大,排水設(shè)施如排水管道也很大。4、潷水深度一般為1~2m,這部分水頭損失被白白浪費(fèi),增加了總揚(yáng)程。5、由于不設(shè)初沉池,易產(chǎn)生浮渣,浮渣問題尚未妥善解決。

活性污泥法運(yùn)行方式序批式活性污泥法適用范圍:

SBR一般應(yīng)用于小型城市污水處理廠,根據(jù)《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》,“日處理能力在10萬(wàn)立方米以下的污水處理設(shè)施,可選用氧化溝法、SBR法、水解好氧法、AB法和生物濾池法等技術(shù),也可選用常規(guī)活性污泥法?!钡珜?shí)際應(yīng)用,一般規(guī)模都小于5萬(wàn)立方米/天可采用SBR工藝。

活性污泥法運(yùn)行方式(3)SBR工藝的形式間歇式循環(huán)曝氣活性污泥工藝(ICEAS)循環(huán)式活性污泥工藝(CAST)DAT-IAT工藝序批式活性污泥法

活性污泥法運(yùn)行方式間歇式循環(huán)曝氣活性污泥工藝(ICEAS)

本工藝的進(jìn)水方式為連續(xù)進(jìn)水,間歇排水。在反應(yīng)階段,污水多次反復(fù)地經(jīng)受“曝氣好氧”和“閑置缺氧”狀態(tài),從而產(chǎn)生有機(jī)物降解、硝化、反硝化、吸收磷、釋放磷等反應(yīng),能夠取得比較徹底的BOD去除、脫氮和除磷的效果。本工藝無(wú)污泥回流和混合液的內(nèi)循環(huán),能耗低;污泥齡長(zhǎng),沉降性能好,剩余污泥少。

活性污泥法運(yùn)行方式循環(huán)式活性污泥工藝(CAST)

本工藝在進(jìn)水區(qū)設(shè)置一生物選擇器。活性污泥由反應(yīng)池回流,在生物選擇器內(nèi)與進(jìn)入的污水混合、接觸,創(chuàng)造微生物種群在高負(fù)荷、高濃度環(huán)境下的競(jìng)爭(zhēng)生存條件,選擇出適應(yīng)該系統(tǒng)生存的獨(dú)特微生物菌群,并有效地抑制絲狀菌的過分增殖,避免污泥膨脹,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

活性污泥法運(yùn)行方式CAST池

活性污泥法運(yùn)行方式德國(guó)進(jìn)口細(xì)格柵

活性污泥法運(yùn)行方式潷水器

活性污泥法運(yùn)行方式DAT-IAT工藝需氧池間歇式曝氣池

DAT-IAT工藝主體構(gòu)筑物由需氧池(DAT)和間歇式曝氣池(IAT)組成。

活性污泥法運(yùn)行方式序批式活性污泥法

在DAT,污水與從IAT回流的活性污泥同時(shí)連續(xù)流入,通過高強(qiáng)度的連續(xù)曝氣,強(qiáng)化活性污泥的生物吸附作用,充分發(fā)揮活性污泥的初期降解功能,去除大部分有機(jī)物。在IAT,由于DAT的初步生化、調(diào)節(jié)、均衡作用,進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定、負(fù)荷低,提高了對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)性。由于C/N較低,能夠發(fā)生硝化反應(yīng)。又由于進(jìn)行間歇曝氣和攪拌,能夠形成缺氧-好氧-厭氧-好氧的交替環(huán)境,在去除BOD的同時(shí),獲得脫氮除磷的效果。本工藝的沉淀和排放工序也連續(xù)進(jìn)水。與CAST和ICEAS相比,DAT-IAT能夠保持較長(zhǎng)的污泥齡和很高的混合液濃度,對(duì)有機(jī)負(fù)荷及毒物有較強(qiáng)的抗沖擊

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