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文档简介

1、精品资料污水处理方案的确定我国城市污水处理在见过四十多年来取得是很大的成就,污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践, 在吸取国外技术经验的同时, 结合我国国情的特点,逐步改进提高,初步形成一些适用的技术路线,主要如下:( 1)对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线;( 2)以自然生物净化为主并附以人工的生物净化技术路线;(3)以深水扩散排放为主,处理为辅的技术路线;(4 ) 以回用为目标的污水深度处理技术路线, 结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择。设计方案的比选确定城市污水处理厂设计处理方案时, 既要考虑有效去除BOD5 又要考虑适当去除 N 、 P 。目前,可采

2、用的工艺有很多,而相对来说处理效果好而且技术成熟的工艺有以下几种。传统活性污泥法;AB 法;SBR 法;氧化沟法;.1 传统活动污泥法传统活性污泥法, 又称普通活性污泥法, 传统曝气法工艺较早使用, 而且一直是城市污水处理的主要工艺之一, 至今仍有强大的生命力, 原污水从曝气池首段进入池内, 由二次沉淀池回流的回流污泥也同步注入。 污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流式流动至池的末端,流出池外进入二次沉淀池, 在这里处理后的污水与活性污泥分离, 部分污泥回流曝气池, 部分污泥则作为剩余污泥排出系统,国内外一些大型污水处理厂多选用此法。传统活性污泥法处理效果好,电耗省,负荷高,污泥量虽较大,对

3、于大规模污水处理厂,集中建污泥消化池,所产生的沼气可作能源回收利用。传统活性污泥法处理系统存在着下列各项问题:( 1 )曝气池首段有机污染物负荷高,耗氧速度也高,为了避免由于缺氧形成的厌氧状态,进水有机物负荷不宜过高,因此,曝气池容积大,占用的土地较多,基建费用高;( 2 )耗氧速度沿池长是变化的,而供氧速度难于与其相吻合、适应,在池前段可能出现耗氧速度高于供氧速度的现象,池后段又可能出现溶解氧过生的现象,对此,此阿勇渐减供氧方式,可在一定程度上解决这一问题。( 3 )对进水水质、水量变化的适应性较低,运行效果易受水质、水量变化的影响。因该工艺对氮磷的去除效果不能满足处理程度的要求,故不宜采用

4、。.2 AB 法AB 法污水处理工艺,系吸附生物降解工艺的简称, AB 法污水处理工艺分高低负荷两段, A 段为高负荷低供氧,可去除BOD5 50%60%, 曝气时间仅0.51.0h , 污泥负荷在2.53.0kg BOD5/kgMLSS.d 以上, 容积负荷 6kg BOD5/m3.d ; B 段为常规好氧池。AB法一般要求污水水质 BOD5在250300mg/L以上,否则将无法显示其优越性, 而且会造成能耗较高, 因此对污水浓度较低的污水处理一般不适用。 而本县城污水处理厂进水BOD5为220mg/L ,用较低的曝气量就可满足处理要求AB法尽管有节能的先进性,但并不适用于低浓度的污水,故本

5、设计不宜采用AB法工艺。.3 SBR 法其工艺流程:其工作原理如下:(1)流入工序:污水注入,注满后进行反应,方向有单纯注水,曝气,缓速搅 拌三种(2)曝气反应工序:当污水注满后即开始曝气操作,这是最重要的工序,根据 污水处理的目的,脱氮应进行相应的处理工作。(3)沉淀工序:使混合液泥水分离,相当于二沉池(4)排放工序:排除曝气沉淀后产生的上清液,作为处理水排放,一直到最低 水位,在反应器残留一部分污泥作为种泥。(5)待机工序:处理水排放后,反应器处于停滞状态等待一个周期。其工艺特点是:(1)大多数条件下无设置调节池的必要(2) SVI值较低,易于沉淀,一般情况下不会产生污泥膨胀(3)通过对运

6、行方式的调节,进行脱氮除磷反应( 1) 化程度较高(5)得当时,处理效果优于连续式(6)单方投资较少(7)占地规模大,处理水量较小.4氧化沟法其工作流程:其工作原理如下:氧化沟一般呈环形沟渠式,污水在沟渠内作环形流动,利用独特的水力流动 特点,在沟渠转弯处设曝气装置,在曝气池上方为厌氧段,下方则为好氧段,从 而产生富氧区和缺氧区,可以进行硝化和反硝化,取得脱氮的效果,同时氧化沟 法泥龄较长,可以存活时代时间较长的微生物进行特别的反应,如脱氮除磷。其工作特点:(1)在液态上,介于完全混合与推流之间,有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。(2)对水量水温的变化有较强的适应性,处理水量较大。(3)污泥龄

7、较长,一般长达1530天 污泥产量低,且多已达到稳定(5)自动化程度较高,便于管理(6)占地面积大,运行费用低(7)脱氮效果还可以进一步提高,因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环,要提高脱氮效果还可以进一步提高脱氮效果势必要增加内循环量,而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制,因而具有更大的脱氮能力(8)氧化沟法自问世以来,应用普遍,技术资料丰富。中、小型城市污水处理厂的优选工艺是氧化沟和 SBR,它们的共同特点是:(1)去除有机物效率很高,有的还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷,而且处理设施十分简单,管理非常方便,是目前国际上公认的高效、简化的污水处理工艺, 也是世界各国中小型城市污水处理厂

8、的优选工艺。(2)在10X104 mZ规模以下,氧化沟和 SBR法的基建费用明显低于常规 活性污泥法、A/O和A2/O法;对于规模为(510)X104 m3d的污水厂,氧化沟 与SBR法的基建费用通常要低10%15%。规模越小,两者差距越大,这对缺 少资金建污水厂的中小城市很有吸引力。即使在10X104 m;规模以下,氧化沟和SBR法的电耗和年运营费用仍高 于常规活性污泥法,但如果与基建费用一起来比较,基建费加上20年的运营费总计还是比常规活性污泥法低些。规模越小,低得越多,规模越大,差距越小, 当规模为10X104m;d时,两类工艺的总费用大致相当。因此,对于中小型污水 厂采用氧化沟与SBR

9、法在经济上是有利的。(3)氧化沟与SBR工艺通常都不设初沉池和污泥消化池,整个处理单元比 常规活性污泥法少50%以上,操作管理大大简化,这对于技术力量相对较弱、 管理水平相对较低的中小型污水处理厂很合适。(4)氧化沟和SBR工艺的设备基本上实现了国产化,在质量上能满足工艺 要求,价格比国外设备便宜好几倍,而且也省去了申请外汇进口设备的种种麻烦。5 )氧化沟和SBR 工艺的抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多,这对 于水质、水量变化剧烈的中小型污水厂很有利。氧化沟和 SBR 工艺有上述很多共同特点,也有各自的特点和适用性,在选定方案时需要仔细分析。( 1 )从基建投资看, SBR 工艺是合建式,

10、一般情况下征地费和土建费较氧化沟低,而设备费较氧化沟高,总造价的高低则要视具体情况决定。a.地价高,对氧化沟不利。b.进水BOD浓度高,反应容积与沉淀容积的比值高,对氧化沟有利;BOD浓度低,反应容积与沉淀容积的比值低,对SBR 有利。( 2) 从运营费用看, SBR 工艺通常用鼓风曝气, 氧化沟工艺通常用机械曝气。一般说来,在供氧量相同的情况下,鼓风曝气比机械曝气省电;第二方面, SBR工艺是合建式, 不用污泥回流(有的少量回流) , 氧化沟工艺是分建式要大量回流,电耗较大;第三方面, SBR 工艺是变水位运行,增大了进水提升泵站的扬程。综合考虑,通常氧化沟工艺的电耗要比 SBR 工艺大些,

11、运营费要高些。(3)氧化沟工艺是连续运行,不要求自动控制,只是在要求节能时用自动控制;SBR 工艺是周期间歇运行,各个工序转换频繁,需要自动控制。(4)SBR 工艺是静态沉淀, 氧化沟工艺是动态沉淀, 因而 SBR 的沉淀效率更高,出水水质更好。2、工艺流程的选择综上所述,任何一种方法,都有较好的 BOD 去除效果,且出水水质良好。但相对而言, SBR 设计过程复杂,维护要求高,运行对自动控制依赖性强;氧化沟工艺虽然基建一次性投资较大, 但是后期运行费用低, 易于操作管理。 基于对本课题的研究,污水处理厂的工艺流程要在达到所要求的处理程度的前提下, 污水处理各单元有机组合,以满足污水处理的要求

12、,综合各方面,该城市的污水 BOD5/CODCr冷.3可生化性较强,日处理量为10000 m3/d ,为中小型污水处理 厂的规模,综合考虑经济技术等方面的因素,本次设计采用氧化沟是适宜的。通过比选,确定本设计采用carrousel氧化沟工艺,污泥处理采用浓缩脱水 工艺。.4工艺流程的确定本设计的工艺流程为:图2-1设计氧化沟工艺流程图.1污水主要处理构筑物选型及设计说明.1.1格栅格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成,倾斜安装再污水管道、泵房、集水井的进口处或污水处理厂的前端,用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物,防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构

13、筑物配水设施、进出水口,减少后续处理生产的浮渣,保证污水处理设施的正常运行。本工程设计采用两道格栅, 20mm 的中格栅和 8mm 的细格栅,为减轻劳动强度,采用机械清除截留物。.1.2 污水提升泵房污水泵站的特点及形式:泵站的选择取决于水里条件和工程造价, 其他考虑因素还有: 泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。污水泵站的主要形式:( 1)合建式矩形泵站,装设立式泵,自灌式工作台,水泵数为 4 台或更多时, 采用矩形, 机器间、 机组管道和附属设备布置方便, 启动简单, 占地面积大;( 2)合建式圆形泵站,

14、装设立式泵,自灌式工作台,水泵数不超过4 台,圆形结构水力条件好,便于沉井施工法,可降低工程造价,水泵自动方便。( 3) 对于自灌式泵房, 采用自灌式水泵, 叶轮 (泵轴) 低于集水池最低水位,在最高、 中间和最低水位都能直接启动, 其优点为启动及时可靠, 不需引水辅助设备,操作简单。( 4)非自灌式泵房,泵轴高于集水池最高水位,不能直接启动,由于污水泵水管不得设低阀, 故需设引水设备。 但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可知,本设计因水量较大,并考虑到造价、自动化控制等因素,以及施工的方便与否,采用自灌式半地下式矩形泵房。提升泵的说明 :(1)泵房进水角度不大于45°

15、(2)相邻两机组突出部分的间距,以及机组突出部分与墙壁的间距, 应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸,并不得小于0.8米,如电动机容量大于55KW时,则不得小于1m ,作为主要通道宽度不得小于1.2m水泵为自罐式提升泵采用AS系列潜水排污泵流量扬程功率转速效率型号重量kgm3/h m kw r/min %AS5.5-4CB659 7.5 5.5 1450 59.8180数量:4台,三用一备.1.3沉砂池选型沉砂池的作用是去除污水中将比重较大的颗粒去除,其工作原理是以重力 分离为基础,故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重较大的无机颗粒下沉, 而有机悬浮颗粒则随水流带走。沉砂池是城市污水处理

16、厂必不可少的处理设施, 主要去除污水中粒径大于0.2mm的砂粒,除砂的目的是为了避免砂粒对后续处 理工艺和设备带来的不利影响。对于不设初沉池的处理工艺或实际运行中由于进 水负荷过低而超越初沉池运行的工艺, 大量砂粒将直接进入生化池沉积, 导致生 化池有效容积的减少,同时还会对曝气器产生不利影响; 进入污泥系统后将使污 泥泵过度磨损,使其降低使用寿命。进入卧螺式离心机后,由于该设备采用高速 离心分离的方式,砂粒会大大加剧转筒、螺旋等处的磨损。沉砂池设计中,必须按照下列原则:(1)城市污水厂一般设置沉砂池,座数或分隔数应不小于2座,并按并联运 行原则考虑。(2)设计流量应该按分期建设考虑:当污水自

17、流进入时,应该按照每期的最大设计流量计算当污水用提升泵送入时,应该按照每期工作水泵的最大组合流量合流制处理系统中,应按降雨时的设计流量计算(3)沉砂池去除的砂粒杂志是以比重为 2.65,粒径为0.2以上的颗粒为主(4)城镇污水的沉砂量可按每105 m3污水沉砂量为30 m3计算,其含水 率为60% ,容量为1500 %(5)贮砂斗容积应按两日沉砂量计算, 贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55° ,排砂管直径不应小于0.3m(6)沉砂斗的超高不宜小于0.3m(7)除砂一般采用机械方法,当采用重力排砂时,沉砂池和晒砂厂应尽量靠 近,以缩短排砂管的长度。沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒

18、。 按水流方向的不同可分为的不同 可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。比较如下:a.平流沉砂池 优点:沉淀效果好,耐冲击负荷,适应温度变化。工作稳定, 构造简单,易于施工,便于管理缺点:占地大,配水不均匀,易出现短流和偏流, 排泥间距较多,池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。b.竖流沉砂池 优点:占地少,排泥方便,运行管理易行。缺点:池深大,施工困难,造价较高,对耐冲击负荷和温度的适应性较差,池径受到限制,过大 的池径会使布水不均匀c.曝气沉砂池 优点:克服了平流沉砂池的缺点,使砂粒与外裹的有机物较 好的分离, 通过调节布气量可控制污水的旋流速度, 使除砂效

19、率较稳定, 受流量变化影响小,同时起预曝气作用,其沉砂量大,且其上含有机物少。缺点:由于需要曝气, 所以池内应考虑设消泡装置, 其他型易产生偏流或死角, 并且由于多了曝气装置而使费用增加,并对污水进行预曝气,提高水中溶解氧。d.旋流沉砂池(钟式沉淀池) 优点:占地面积小,可以通过调节转速,使得沉砂效果最好, 同时由于采用离心力沉砂不会破坏水中的溶解氧水平 (厌氧环境)缺点:气提或泵提排砂,增加设备,水厂的电气容量,维护较复杂。基于以上四种沉砂池的比较,本工程设计确定采用旋流沉砂池。.1.4 不设初沉池的原因 :采用氧化沟处理城市污水时, 一般不设初沉池, 悬浮状有机物可在氧化沟中得到好氧稳定

20、但为防止大颗粒物质和无机沉渣在氧化沟积累, 原废水应先由隔栅和沉砂池预处理对于氧化沟工艺来讲,可以根据下述条件来确定是否设初次沉淀池:( 1 )如果悬浮性的 BOD> 溶解性的 BOD ,设初次沉淀池是经济合理的。(2)当悬浮物的 BOD< 溶解性 BOD ,且悬浮性BOD<100mg/L ,则设置初次沉淀池不合算,直接进氧化沟就可以了。( 3 )估计初沉池的效果:SS 能去除 40%55% ; BOD 能去除 20%30% 。进水-粗格栅-提升泵房 -细格栅-氧化沟-二沉池-消毒池- 出水,二沉池污泥回流至氧化沟.1.5 氧化沟氧化沟技术发展加快,类型多样,氧化沟技术发展较

21、快,类型多样,根据其构造和特征, 主要分为帕斯维尔氧化沟 (Pasveer) ;卡罗塞尔氧化沟 (Carrousel ) ; 交替工作式氧化沟;奥贝尔氧化沟( Orbal ) ;一体化氧化沟(合建式氧化沟)。各种氧化沟的类型及技术特点如下 1,2 :( 1)帕斯维尔氧化沟a.性能特点:出水水质好,脱氮效果较明显;构筑物简单,运行管理方便;结构形式多样,可根据地形选择合适的构筑物形状;单座构筑物处理能力有限,流量较大时,分组太多占地面积,增加了管理的难度。b.结构形式:单环路,有同心圆型,折流型和U型等形式,多为钢筋混凝土 结构。c.曝气设备:转刷式转盘,水深较深时,配置潜水推进器。d.适用条件

22、:出水水质要求高的小型污水处理厂。( 2)卡罗塞尔氧化沟a.性能特点:出水水质好,由于存在明显的富氧区和缺氧区,脱氮效率高;曝气设施单机功率大,调节性能好,并且曝气设备数量少,既可以节省投资,又可以使运行管理简化;有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力;氧化沟沟深加大,使占地面积减少,土建费用降低;用电量较大,设备效率一般;设备安装较为复杂,维修和更换繁琐。b.结构形式:多沟串联。c.曝气设备:立式低速表曝机,每组沟渠只在一端安设一个表面曝气机。d.适用条件:大中型污水处理厂,特别是用地紧张的大型污水处理厂。( 3)交替工作式氧化沟a.性能特点:出水水质好;可以不单独设置二沉池,处理流程短,节省占地

23、;不需要单独设置反硝化区, 通过运行过程中设置停曝期, 进行反硝化, 具有较高的氮去除率;设备闲置率高;自动化程度要求高。增加了运行管理难度。b.结构形式:单沟(A型)双沟(B型)和三沟(T型),沟之间相互连通。c.曝气设备:水平轴曝气转盘。d.适用条件:出水要求高的大中型污水处理厂( 4)奥贝尔氧化沟a.性能特点:出水水质好,脱氮率高,同时硝化反硝化;可以在未来负荷增加的情况下加以扩展, 易于适应多种进水情况和出水要求的变化; 容易维护; 节能, 比其他任何氧化沟系统在运行时需要的动力都小; 受结构形式的限制, 总图布置困难。b.结构形式:三个或多个沟道,相互连通。c.曝气设备:水平轴曝气转

24、盘(转碟),可以进行多个组合。d.适用条件:出水要求高的大中型污水处理厂。( 5)一体化氧化沟a.性能特点:工艺流程短,构筑物和设备少;不设置单独的二沉池,氧化沟系统占地面积较小; 沟内设置沉淀区, 污泥自动回流, 节省基建投资和运行费用;造价低, 建造快, 设备事故率低, 运行管理工作量少; 固液分离比一般二沉池高;运行和启动存在一定问题;技术尚处于研究开发阶段。b.结构形式:单沟环形沟道,分为内置式固液分离和外置式分离式c.曝气设备:水平轴曝气转盘d.适用条件:中小型污水处理厂综上所述, 各种氧化沟各有优缺点, 设计采用卡罗塞尔氧化沟, 现将卡罗塞尔氧化沟再做以下较为全面的介绍。卡罗塞尔氧

25、化沟采用垂直安装的低速表面曝气器, 每组沟渠安装一个, 均安装在同一端, 因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及为外环的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚,还是活性污泥易于沉降。 BOD5 的去除率可达到95% 99% ,脱氮效率约为 90% ,除磷率约为 60% 。.1.6 配水井.1 配水方式绝大多数配水设施采用水利配水,不仅构造简单,操作也很方便,无需人员操作即可自动均匀配水。常见的水力配水设施有对称式、堰式和非对称式。对称式配水为构筑物个数成双数的配水方式,链接管线可以是明渠或暗管。其特点是管线完全对称, 从而使水头损失相等。 此配水方式的构造和运行操作均较简单。 缺点是占地大、

26、管线长, 而且构筑物不能过多, 否则会使造价增加较多。堰式配水是污水处理厂常见的配水设施,进水从配水井底中心进入,经等宽度堰上水头相等、 过水流量就相等的原理来进行配水。 堰可以是薄壁或厚壁的平顶堰。 其特点是配水均匀不受通向构筑物管渠状况的影响, 即使是长短不同或是局部损失不同也能做到配水均匀, 因而可不受构筑物平面位置的影响, 可以对称布置也可以不对称布置。 这种配水井的优点是配水均匀误差小, 缺点是水头损失较大。非对称配水的特点是在进水口处造成一个较大的局部损失入流等, 让局部损失远大于沿程损失, 从而实现均匀配水。 其优点是构造和操作都较简单, 缺点是水头损失大, 而且在流量变化时配水

27、均匀程度也会随之变动, 低流量时配水均匀 度就差,误差也大。.1.7 二沉池选型由于本设计主要构筑物采用氧化沟, 可不设初沉池。 二沉池设在生物处理构筑物后面,用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥(指生物膜法脱落的生膜) 。沉淀池主要有以下几种形式。比较如下 1,2 :a.平流沉淀池优点包括:沉淀效果好;耐冲击负荷和温度的变化适应性强;施工容易,造价低。它的主要缺点为:池子配水不均匀;采用多斗排泥时,每个泥斗需要单设排泥管各自排泥,操作量大。适用条件:适用于大、中、小型污水处理厂;适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。b.辐流式沉淀池优点包括:多为机械排泥,运行较好,管理较简单;排泥设备已趋定型。

28、它的主要缺点为:池内水速不稳定,沉淀效果较差;机械排泥设备复杂,对施工质量要求高。适用条件:适用于大、中型污水处理厂;适用于地下水位较高的地区。c.竖流式沉淀池优点包括:排泥方便,管理简单;占地面积较小。它的主要缺点为:池子深度大,施工困难;对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差;造价较高;池径不宜过大,否则布水不均匀。适用条件:适用于处理水量不大的小型污水处理厂。d.斜板(管)沉淀池优点包括:沉淀效率高,停留时间短;占地面积小。它 的主要缺点为: 用于二沉池时, 当固体负荷较大时其处理效果不太稳定, 耐冲击 负荷的能力较差;运行管理成本高。综上所述, 四种沉淀池的优缺点比较, 并结合本设计的具

29、体情况; 设计水量较大,本工程二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。.1.8污泥回流泵污泥回流泵选用潜水轴流泵比较好ZQB型轴流潜水泵和HQB型混流潜水泵是传统的水泵电动 机机组的更新换代产品,机泵一体可长期潜入水中运行,具有一系列 突出的优点。 由于泵潜入水中运行,大大简化了泵站土工及建筑结构工程, 减少安装面积,可节省工程总价的30 - 40 % o 由于水泵和电机一体,无须在现场进行轴对中心的装配工序, 安装方便,快速。 噪声低,泵站内无高温,改善工作条件,也可按要求建成全地 下泵站,保持地面的环境风貌。峨作方便,无须在开机前润滑水泵的橡胶轴承,而且可实现遥 控和自动控制。 可解决

30、在水位涨落大的沿江,湖泊地区建泵站的电机防洪问题。8M:扬功转速效汽蚀余自吸高自吸时型号m3/h程率r/min率量度间 重量kgmkw%mmmin/mZQB32-10-20105 2.2 2900 452.55.53100数量:2台,一备一用.1.9消毒方式城市污水经二级处理后,水质已经改善,细菌含量也大幅度减少,但细菌的 绝对值仍很可观,并存在有病原体的可能。因此在排放水体前,应进行消毒处理。污水消毒的主要方法是向污水投加消毒剂。目前用于污水消毒的消毒剂有液氯、臭氧、次氯酸钠、紫外线等。这些消毒方式的优缺点与适用条件如表:名称液氯臭氧次氯酸钠紫外线消毒效率高并能有效地降解污水用海水或浓盐水中残留有机物、作为原料,产生是紫外线照射与效果可靠,投配色、味等,污水次氯酸钠,可以氯化共同作用的优点设备简单,投量PH与温度对消在污水厂现场产物理化学方法,准确,价格便宜毒效果的影响很生并直接投配,消毒效率高小,/、产生难处使用方便,投量理的或生物积累容易控制性残余物氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水需要有次氯酸钠紫外线照射灯具生物有毒害;当投资大、成本高,缺点污水含工业废水设备管理较复杂发生器与投配设货源不足,电耗备能量较多比例

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