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文档简介

1、印染废水水质分析水污染状况概况染整废水实际是一大类,按行业和纤维材料可分为毛纺织染整;棉、化纤布和混纺布染整;苎麻纺织印染;丝绢印染;针织印染;线带;巾被等。按染料可分为直截了当染料、活性染料、暂溶性还原染料、还原染料硫化染料、不溶性偶氮染料、酸性染料、阳离子染料等。不同纤维、不同染料废水性质不同,治理方法也不同。染整废水是有机废水,其污染物来自纤维材料的染整过程中使用的染料、化学药剂(有时合称为当桦料)。化学纤维含杂质较少,而天然纤维棉、毛、麻、丝均含有一定杂质。如棉纤维含9395%的纤维素;在约6%的杂质中,腊状物质0.31.5%,果胶物质(以果胶酸计)1.01.5%,含氮物质(以蛋白质计

2、)1.02.5%,灰份约1%等。其中腊状物质、果胶、含氮物质必须在煮炼时除去,以保证印染加工质量。在织造过程中,经纱必须上浆,但在染整过程中又必须退浆,浆料即为污染物。据统计全世界染料总产量达64万吨,其中56%用于纺织品染色,而染色过程中有1020%的染料作为废物排出。染整工业的要紧污染源是废水。其要紧情形是:染整工业的废水要紧来源见表31,要紧纤维品种的常用染料见表32,织物常用染料及化学药剂见表33,常用浆料及其BOD、COD见表34。表31染整工业废水的要紧来源行业名称废水要紧来源要紧污染物毛纺织厂染色、缩绒、洗毛等羊毛脂、染料、助剂、纤维棉和化纤布、混纺布印染厂退浆、煮炼、漂白、丝光

3、、染色、印花、整理浆料、染料、助剂、纤维中腊质、果胶等杂质芒麻纺织印染厂脱胶、染色、整理木质素、果胶等芒麻胶质、染料、助剂丝、绢纺织厂制丝、精炼(脱胶)染色、整理丝胶、染料、助剂针织厂碱缩、煮炼、染色、后处理纤维中杂质、染料、助剂表32要紧纤维品种的常用染料纤维品种常用染料纤维素纤维(棉纤维、粘胶纤维、麻纤维及其混纺产品)直截了当染料、活性染料、暂溶性还原染料、还原染料、硫化染料、不溶性偶氮染料毛酸性染料、酸性媒染、酸性含媒染料丝直截了当染料、酸性染料、酸性含媒染料和活性染料涤纶分散染料、不溶性偶氮染料涤棉混纺分散/还原染料、分散/不溶性染料腈纶阳离子染料(即碱性染料)分散染料腈纶羊毛混纺阳离

4、子染料与酸性染料先后分浴染色维纶还原染料、硫化染料、直截了当染料、酸性含媒染料锦纶酸性染料、分散染料、酸性含媒染料表33织物常用染料及化学药剂染料品种使用的要紧化学药剂直截了当染料硫化钠、碳酸钠、食盐、硫酸铜、表面活性剂硫化染料硫化碱、食盐、硫酸钠、重铬酸钾、双氧水分散染料保险粉、载体、水杨酸脂、苯甲酸、邻苯基苯酚、一氧化苯、表面活性剂酸性染色硫酸钠、醋酸钠、丹宁酸、吐酒石、苯酚、间二苯酚、表面活性剂、醋酸不溶性偶氮染料烧碱、太古油、纯碱、亚硝酸钠、盐酸、醋酸钠阳离子染料醋酸、醋酸钠、尿素、表面活性剂还原染料烧碱、保险粉、筻铬酸钠、双氧水、醋酸活性染料尿素、纯碱、碳酸氢钠、硫酸铵、表面活性剂酸

5、性媒染醋酸、兀明粉、重铬酸钾、表面活性剂表34常用浆料及其BOD5、CODcr浆料名称BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)bod5/cod可溶性淀粉55810.68合成龙胶14610.22聚乙烯醇(PVA)51490.09甲基纤维素(CMC)5790.06海澡酸钠555污泥脱水脱水污泥图52电解气浮法处理工艺流程(4)氧化法氧化法是利用氧化剂分解污染物以净化废水的一种化学处理方法。氧化法专门适用于处理废水中包括色度在内的难以生物降解的有机物。常用氧化剂有气态氯、次氯酸钠、空气中氧、臭氧、过氧化氢等空气中的氧气是最廉价的氧化剂,虽不是强氧化剂,但能氧化易于氧化的污染物,如硫化物。关于含有硫

6、化染料和还原染料的印染废水,把空气中通入调剂池,对废水进行预曝气,确实是为了去除硫化物、保险粉、大苏打等还原物质,从而减轻后时期的处理负担。臭氧是一种强氧化剂,它应用在印染废水脱色处理的工艺装置中,要紧由臭氧发生器和气水接触设备组成。臭氧专门不稳固,不能储运,只能在使用现场制造。其脱色原理是因臭氧能使染色废水的发色基团的双键断裂,同时破坏构成发色基团的苯萘、蒽等环状化合物,从而使废水脱色。臭氧对直截了当、酸性、碱性阳离子、活性等亲水性染料,有较高的脱色成效,但对还原、纳夫妥、硫化分散等疏水性染料,则脱色成效较差。表51为臭氧对各种染料的脱色成效。4、有机物印染废水中有机物地去除通常采纳生物(生

7、化)处理工艺,被公认为最经济有效的方法。废水的BOD5/CODcr0.25时,能够尽量采纳生物。这时的BOD5去除率一样可达到8090%,COD去除6070%。常用的生物处理工艺为完全混合型曝气池、延时曝气池、一般曝气池、生物接触氧化池、生物转盘、塔式生物滤池等。但好氧生物处理对色度的去除率不高(由于许多染料不能被生物分解),在色度去除有一定要求时,可辅助以化学处理。5、污泥处理印染废水在处理过程中会产生许多污泥,各种不同处理方法产生的污泥量和含水率都不同,国内许多印染废水处理站往往专门不重视污泥的处理和处置,印染废水中某些染料为致癌物质,积聚在污泥中污染环境和威逼人类健康。为此印染废水的污泥

8、处置在设计和运行治理中应充分重视和落实。表52为各种污泥含水率,表53为各种生物处理法的产泥量。表51臭氧法处理各种染料废水的脱色成效染料项目酸性染料碱性染料直截了当染料分散性染料阴离子染料通臭氧时刻(min)4844484臭氧投加量(mg/L)121242121121121242121臭氧/染料1.22.421.21.21.22.421.21pH值(处理前)7.97.97.47.57.57.57.9(处理后)7.57.37.07.37.47.27.3处理后颜色兰紫淡兰淡黄淡黄红淡红无颜色改变时刻(min)31.53臭氧/染料0.90.460.91脱色率()70909999.56588100C

9、OD(处理前)1021023214595940(处理后)482812411110028COD去除率()53736372303130表52各种污泥含水率处理方法含水率沉降污泥浓缩污泥初次沉淀池95989295初次沉淀池+活性污泥989997初次沉淀池+接触氧化969897活性污泥99.599.897化学混凝沉淀99.699.997化学混凝气浮989997表53各种生物处理法的产泥量处理方法产泥量kg/kgBODs占污水处理量()延时曝气0.10.4氧化沟0.050.4氧化塘0.050.2传统鼓风曝气0.50.7接触氧化0.40.5生物转盘0.51.2化学混凝沉淀310化学混凝气浮13污泥脱水是污

10、泥处理的要紧方法。它是污泥经重力浓缩初步脱水后,再用物理方法进一步降低污泥含水率的措施,以便于污泥的运送、堆积或综合利用。污泥脱水一样有自然蒸发法和机械脱水法两种。自然蒸发法一样采纳污泥干化场,机械脱水法常用的有板框压滤机、辊压转鼓式压滤机真空过滤机、叶片式真空吸滤机和带式压滤机等。污泥在进机械脱水机之前,先通过自然浓缩,使污泥含水率降到97以下,然后采取污泥调剂措施,以改善污泥的脱水特性,提升干化效率。污泥调剂措施是在污泥中投加混凝剂。印染废水污泥调剂的混凝剂多采纳碱式氯化铝、硫酸铝、三氯化铁、石灰、聚丙烯酰胺等。投加量为污泥干固体重量的515;当投加聚丙烯酰胺有机髙分子絮凝剂时,投加量约为

11、污泥干固体量的0.10.5%。投加碱式氯化铝时,投加量为污泥干重的13%。5.1.2.3印染废水处理工艺乡镇企业废水水质、水量受定单阻碍,季节性波动较大。新建污水厂要紧接纳各印染厂排放工业废水及少量生活污水。东华大学曾对常熟甲乙印染公司、深圳龙飞纺织印染公司等类似水质进行研究,测定结果如下:1.退浆废水:CODCr1200027000mg/l;2.丝光废水:CODCr500600mg/l;3.碱减量废水:CODCr1000018000mg/1。退浆废水、碱减量废水的污染物总量髙,且pH值更髙达14。废水中要紧成分是PET(涤纶)、分散染料及助剂(浆料PVA)。这部分污染物均是难生物降解的物质,

12、且B/C比较低(仅在0.20.25左右),pH太髙。有机废水处理一样以生化方法为主,其缘故是生化方法成本最低,原则上只耗费电能;但关于难处理的印染废水,必须使用生化与物化相结合的处理工艺,方可达到处理要求。正确选择方法,专门是如何按照废水水质和处理目标正确确定技术参数,乃是环境工程设计的关键所在。本规划中仅讨论工艺流程部分,举荐如下两种处理工艺供工业园区污水处理厂一期工程选择,一期工程设计水量10000t/d,总期工程设计水量75000t/d。按照类比调查,设计水质为COD10001400mg/L,pH为1112,色度为400倍。1、兼氧好氧物化工艺方案一工艺流程如图53所示:沉水解酸砂沉水解

13、酸砂化池I池水解酸化池IIA/B/C生化沉淀池曝气池AAi污泥回流:1rf污泥脱水污泥浓缩物化沉淀池水富氧生物炭体图53兼氧好氧物化工艺流程图染整废水由各企业直截了当输送到废水处理厂的高架沉砂池,然后自流至水解酸化池I。水解酸化池I接纳沉砂池的废水与A/B/C活性污泥处理系统中各部分剩余污泥,在该池中完成污泥对有机物初步吸附。在兼氧缺氧条件下,微生物形成的有机物和废水中所含有机物结合在一起,提升了有机物浓度,有利于提升水解酸化速率。为幸免污泥在池中沉淀,在该池中设置四根穿孔曝气管,每班定时自动操纵曝气四次,每次曝气十分钟染整废水色度在缺氧条件下,专门是与污泥接触,有利于打开发色基团。按照东华大

14、学历届研究生论文可知:现在尽管打开了发色基团等,但废水CODCr并不降低,甚至BOD5也不升髙,完成CODCr的降低和BOD5的升高还需要相当长的时刻。水解酸化池I出水进入水解酸化池II,水解酸化池II中设置弹性填料。为了使难以生物降解的染料、助剂转化为小分子量的物质,需要世代时刻长的微生物固着栖生在填料上。按照我校对食品、制药、化工、染料、香料废水及染整厂生化后剩余污泥的水解酸化停留时刻参数研究结果,这类物质在温度321时,水解酸化时刻需14-18小时,而食品废水只需4-5小时。专门是染料中的苯环,若在缺氧时没有打开,到好氧时期更难以打开。因此,在工程设计中应适当延长染料化工废水水解酸化时刻

15、,以利于提升后续生物处理净化成效,在现在期净化效率20-30%。但该地区有些工厂未能把5%碱减量废水酸析后单独处理,而这部分废水CODCr浓度为10000-18000mg/l,对整个废水的CODCr奉献绝对值较大,PET水解酸化时刻更长达7.6天。由于PET的存在在一定程度上会降低水解酸化的效率,但总的来讲,废水B/C比将从0.2-0.25提升到0.4左右。水解酸化池II出水CODCr750-980mg/l。水解酸化池II出水进入A/B/C活性污泥系统。东华大学按照成功的工程实例,用科学的理论设计了A/B/C三格活性污泥系统。在三格中,容积负荷各不相同,使各格的有机物降解速率总体达到最大,在相

16、同的体积下与一般活性污泥系统相比,可提升效率710。在水解酸化的基础上,随着B/C比的提升,A/B/C工艺充分发挥了髙负荷、一样负荷、低负荷的特点,能使CODCr净化率提升至65-70%,出水CODCr200-300mg/1。进入A格废水有机物浓度专门髙,CODCr750-980mg/l,微生物处于对数增殖期,经水解酸化后的废水中有机物以最大速率降解并合成污泥,现在,泥中的细菌能量相当髙,为此,在系统中必须保证充足的溶解氧,其供氧量大于方案二。A/B/C活性污泥系统出水进入生化沉淀池。生化沉淀池出水经加药混凝后进入物化沉淀池。经水解酸化A/B/C活性污泥系统生化沉淀池处理后的染整废水中残余有机

17、物差不多上是水溶性或少量胶体,现在若期望用物化法来解决,净化效率并不髙,一样只有30-45%。如果采纳PAM与PAC合理搭配,有可能提升5%的去除效率。估量物化沉淀池出水CODCr在110-160mg/l,与排放标准相差10-60mg/l。要拿掉这10-60mg/l的CODCr,将使运行成本迅速增加。应用东华大学富氧生物碳专利技术,能够实现CODCr小于100mg/l的处理目标。富氧生物碳是在美国、法国纯氧、臭氧活性炭基础上,结合我国国情开发的一种新工艺。它利用空气作为氧源,比用纯氧、臭氧价格廉价,但要达到富氧,必须把空气加压溶解到废水中。本技术1990年先后由纺织工业部与上海市科委立项,用于

18、染整废水、丝纺纶1414的深度处理,曾应用于香港永道漂染厂、上海华丰集团十七漂染厂、中日合资黄石美仑染整厂等工程,运行情形良好,满足出水CODCr100mg/L的要求。方案一优点与缺点:优点:(1)采纳先进的A/B/C活性污泥工艺,克服了废水受冲击负荷后的污泥膨胀,且在C格设置填料,如此既减轻了污泥回流负担,又达到了污泥减容化。(2)先生化后物化处理工艺,产生的污泥量较少。(3)运行治理方便,废水处理过程中,若由各工厂输送至高位沉砂池全部重力流,没有泵的提升,运行费用低。(4)污泥全部回流至兼氧调剂池、曝气池的A、B两格,减轻了污泥处理负担。(5)富氧生物炭是最后把关装置。缺点:(1)先生化处

19、理的预处理能力比先物化处理低,因此,生化池冲击负荷髙,运行稳固性比方案二低。(2)A/B/C活性污泥系统负荷髙于方案二,因此供气量大,能耗高。2、采纳物化预处理后的活性污泥法处理该废水pH值髙,PET与PVA、分散染料难以生物降解,采纳化学混凝后大幅度去除染整废水中不溶性有机物,并利用絮状体吸附部分水溶性PVA与PET,为后续生物处理打下基础,同时pH值能够从1112下降至88.5。由于废水量大,不宜采纳生物接触氧化而采纳活性污泥法。其处理工艺流程如图54所示:污泥回流加药A/B/C曝气池污泥回流加药A/B/C曝气池外运污泥脱水污泥浓缩生化沉淀池外运污泥脱水污泥浓缩生化沉淀池富氧生物炭水体图5

20、4物化预处理后的活性污泥法工艺流程混合废水由Dgl000收集管通过自动格栅进入集水池,经提升泵提升到沉砂池(若废水是由各工厂用泵输送至进水井,则不需要通过集水池泵提升),然后自流至调剂池。经水质、水量调剂后再由提升泵提升进入混凝沉淀池。调剂池分A/B/C/D四格,以推流形式运行;每格设置曝气管,每班曝气2次,每次10min;每座调剂池最后一格尺寸2X5m,设置3台150WLB300-11-15低扬程污水泵。混凝沉淀池出水经分配后由堰口溢(瀑布)流至4座水解酸化池。池中的废水由压差自流到A/B/C活性污泥处理系统的A格,并与部分回流污泥混合,A格停留时刻较短大约2小时;自流至B格、C格。利用富氧

21、生物炭对生化沉淀池进行深度处理,保证出水CODCr100mg/L的要求。处理后废水通过出水计量槽,排入水体。由于化纤废水中的有机物、染料、助剂均是微生物难以降解的物质,在选择工艺流程时需要专门慎重,主体设施氧化池的选型上,本方案综合了国内外先进技术(如美国洛杉矶都市污水厂的选择法及德国A/B处理工艺)。东华大学按照成功的工程实例,用科学的理论设计了A/B/C三格活性污泥法。在三格中,容积负荷各不相同,按照容积负荷的不同来完成全部的处理工艺,使各格的有机物降解速率总体达到最大,在相同的体积下可提升效率710。在污泥处理上,设计的工艺路线也是将剩余污泥消化到最少量,在水解酸化池中解决部分污泥,消化

22、的同时使废水中的污染物进一步降低,减轻了污泥处理负担。每个池子均设有集水坑、预埋排空管,与泵临时吸水管连结,以便于检修、爱护;A/B/C曝气池在池中设(预埋)取样管及放空管,以便于培菌时排去上清液。方案二优点与缺点:优点:(1)物化后生化的处理工艺,且进行水质、水量调剂,运行较方案一平稳。(2)用先进的A/B/C活性污泥工艺,克服了废水受冲击负荷后的污泥膨胀,且在C格设置填料,如此既减轻了污泥回流负担,又达到了污泥减容化,且用气量较方案一为少。(3)生化污泥全部回流至兼氧水解酸化池、曝气池的A、B两格,减轻了污泥处理负担。(4)富氧生物炭保证废水达标排放。缺点:(1)比方案一增加调剂池等构筑物

23、。(2)先物化处理产生大量的物化污泥,增加污泥处理费用。3、处理成效推测上述处理工艺污水处理各时期的去除成效见表54、表25表54方案一污水处理各时期的处理成效处理单元指标CODCCr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)NH3N(mg/l)Ph色度(倍)水解酸化池1、11进水100014002003501503501010400出水750980300390150108.59200去除率(%)25304050A/B/C活性污泥法出水260300501001088.5100去除率(%)6570853050物化沉淀池出水1101604080760去除率(%)45202040富氧生物炭出水

24、952050740去除率(%)495037.535总去除率()96.594.38091.3表55方案二废水处理各时期的处理成效处理单元指标CODCCr(mg/l)bod5(mg/l)SS(mg/l)NH3_N(mg/l)pH色度(倍)调剂池进水10001400200350150350101112400出水9002502501011380去除率(%)255物化沉淀池出水5002201501088.5220去除率(%)45124042水解酸化池出水450180100207110去除率(%)101833-10050A/B/C活性污泥法出水150458010755去除率(%)6775205050生化沉

25、淀池出水11030708-10750去除率(%)273312.510富氧生物炭出水902050740去除率(%)18332820总去除率()92.593.38093.35.1.3其它措施1、应用生化需氧量低的浆料和助剂棉、麻织物的退浆废水含有大量淀粉衍生物葡萄糖,生化需氧量专门高,约占印染加工全部生化需氧量的45。最近国外经纱上浆逐步改用合成浆料聚乙烯醇、羧甲级纤维素等,它们的生化需氧量远小于天然浆料,对减低废水污染有重要意义。表56列出各种浆料的生化需氧量,以资比较。国外最近提出,用淀粉与羧甲级纤维素按65:35的比例混合,作为经纱浆料,织造成效并不逊色,退浆废水的生化需氧量大幅度减少,详见

26、表57。由此可见,浆料的选用,对减低印染废水的污染有重大作用。再则,如将工业皂改用合成洗涤剂,废水的生化需氧量虽大量降低,但排出的废水不能用生化方法处理,而且产生大量泡沫,造成不良阻碍。最近日本将工业和家庭用洗涤剂,改为软型洗涤剂。这类洗涤剂具有高度生化分解率,有的能达到99.7,使洗涤废水适应生化处理。软型洗涤剂有:软洗涤剂30、60、85和软洗涤剂W等几种。近年来生产实践证明,应用生化需氧量低的扩散剂、乳化剂、匀染剂等代替生化需氧量髙的品种,废水生化需氧量可减少1030%。表56各种浆料的生化需氧量浆料lOOOppm溶液的BOD浆料1000ppm溶液的BOD甲基纤维素1.6PVA,皂化度8

27、9.516.0羧甲级纤维素9.0玉蜀黍淀粉,酸改性的477.0聚苯乙烯衍生物12.0黄糊精690.0表57各种退浆废水BOD比较废水浆料CMC淀粉:CMC=65:35淀粉BOD,ppm47.536.5385液温(C)858585用水量(公斤/班)204390204390408780BOD(公斤/8小时班)9.537.44155.26BOD去除率()93.593.52、提升染料、助剂回收利用率从羊毛的洗毛废水中回收羊毛脂,就有经济上和去除污染双重意义。油脂回收后洗毛废水的生化需氧量可减少2030%。印染工艺中染化料加工液的回收,也是减轻污染的一个措施。目前国外对生丝炼液的回用、硫化染料脚水的套用

28、、次氯酸钠漂液的循环使用,多效蒸发器浓缩稀碱液以及丝光稀碱液在煮炼中回用等工艺都进行改进,对减少污染量起一定作用3、回用处理水、减少废水量为了减少排出废水量,也能够提升水的利用率,尽量利用可回用的废水。国外最近趋向于分批洗涤、对流洗涤和循环使用等等。各种印染废水的污染程度差异专门大,因此,一样认为较好的措施是将废水按污染程度清浊分流,区不处理。如此对低污染度废水,可采纳简单的设备进行处理甚至不处理也能够回收利用。高污染度的废水由于分流结果,其中污染物的组成比较单纯易于处理,而且水量减少。最近国外又提出所谓水的循环回用工艺。这种工艺又分为开放式和密闭式循环两种。开放循环式是将水按照污染程度多次轮

29、番使用,如按冷却用、灌溉用等目的依次使用;而密闭循环式是把使用过的水经适当处理后再循环使用。在水质污染程度低又容易净化时,采纳这种方法可节约大量用水。至于不可幸免的水损耗,则需重新补充清水。从上述可见,在水源日益短缺的情形下,如能将工业废水加以适当处理,循环使用,不但能爱护水源,而且对减少污染有重大作用。印染工业废气及恶臭的防治5.2.1印染加工过程中烟气和恶臭的产生和防治方法印染整理工艺在应用各种烘房、拉幅机与烘干机的加工过程中,往往产生蓝白色烟雾,带有窒息性和刺激性的恶臭,严峻阻碍工人健康,并污染周围环境,须采取措施进行防治。这类烟雾大多在1502001髙温下形成,要紧组成是纺纱、织造及针

30、织过程中所使用的润滑油,或者是涂层树脂中的增塑剂等。它们经热烘干蒸发去除,或交联形成高聚物,在排气管或通风管上部与冷空气混合凝聚为细小粒子,形成蓝白烟雾。废气处理方法要紧有:直截了当燃烧法、催化燃烧法、液体涤气法、活性炭或其它物体吸附法和吸取法、静电沉淀法、恶臭气味隐藏法和抵消法等。1、直截了当燃烧法当生成的烟气中含有可燃性污染物时,可采纳直截了当燃烧法。有机气体和雾状物质在燃烧中变成二氧化碳和水,硫化合物则变成二氧化硫。当可燃物含量过低时,须添加辅助染料,以获得足够的氧化温度。在适当的情形下,直截了当燃烧法能有效地去除可燃性气溶胶、可燃性气体,改善烟气的透视度,减少恶臭,除去毒性气体等,效率

31、能高达90。这种废气处理方法的优点是简单、高效、适应的范畴大。2、催化燃烧法当废气中可燃性成分含量过低时,用直截了当燃烧法必须加入大量热源,专门不经济。如改用金属催化剂助燃,则可大大降低燃烧温度。在正常情形下,催化效率专门高,而且催化剂使用期较长,无需经常再生或调整。o3、液体涤气法将液体喷林在一个密闭容器内的填料层上,或者将液体喷成雾状,使废气通过其间,通过气相或液相减的接触合交换,废气中有害成分被液体所吸取。也有将废气形成多股细气流或多量起跑,连续地通过液体,而获得涤气的成效。4、活性炭吸附法此法应用活性炭能吸附废气中某种物质的特性。吸附剂一样以活性炭为主,也有用矾土(氧化铝)、铝土矿、分子筛硅胶的。因为活性炭是非极性物质,在有水存在的情形下可不能明显阻碍它的吸附性能,因此它是有机溶剂合恶臭气体良好的吸附剂。由于活性炭的表面积、多孔性以及颗粒大小不同,因此吸附性能也不同。5、吸附法应用液体溶解吸取废气中可溶性气体的方法。气体可能溶解在液体中,也可能与液体中某些成份起化学反应。从材料的供应、价

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