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文档简介

造纸公司废水处理与碱回收技术解决方案Thetitle"PulpandPaperMillWastewaterTreatmentandLimeRecoveryTechnologySolutions"specificallyaddressesthechallengesfacedbythepulpandpaperindustryinmanagingtheirwasteandmaximizingresourceutilization.Thisscenarioiscommoninmanufacturingfacilitieswheresustainablepracticesarecrucialforenvironmentalcomplianceandoperationalefficiency.Thesolutionsofferedaimtoaddressthehighbiochemicaloxygendemand(BOD)andchemicaloxygendemand(COD)levelstypicallyfoundinpulpandpapermilleffluents,whilealsoimplementingalimerecoveryprocesstorecovervaluablematerialsandreducedisposalcosts.Thesetechnologysolutionsaredesignedtocatertothestringentenvironmentalregulationsandmarketdemandsforsustainableproductionpracticesinthepulpandpapersector.Theyencompassadvancedtreatmentprocesses,suchasbiological,physical,andchemicalmethods,toensuretheeffluentmeetstherequireddischargestandards.Furthermore,thelimerecoveryaspectfocusesontheeconomicandenvironmentalbenefits,asitnotonlyreduceswastebutalsogeneratesrevenuethroughthesaleofrecoveredlime.Toimplementthesesolutions,thepulpandpapercompaniesmustundergoathoroughassessmentoftheircurrentwastewatertreatmentandlimerecoverysystems.Thisincludesevaluatingtheefficiencyofexistingprocesses,identifyingareasforimprovement,andplanningtheintegrationofnewtechnologies.Theimplementationalsoinvolvestrainingstaff,conductingpilottests,andensuringongoingmonitoringtomaintainoptimalperformanceandcompliancewithenvironmentalregulations.造纸公司废水处理与碱回收技术解决方案详细内容如下:第一章废水处理概述1.1造纸废水特性及处理目标1.1.1造纸废水特性造纸工业废水具有以下主要特性:(1)悬浮物含量高:造纸废水中含有大量的纤维、填料、涂料等悬浮物质,使得废水呈现较高的悬浮物含量。(2)有机物浓度高:造纸废水中含有大量的有机物质,如纤维素、半纤维素、木质素等,导致废水具有较高的化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)。(3)酸碱度波动大:造纸过程中,废水pH值波动较大,可能对环境造成一定影响。(4)重金属含量:造纸废水中可能含有一定的重金属离子,如铬、汞等,需进行处理以减少对环境的影响。1.1.2造纸废水处理目标(1)减少污染物排放:通过造纸废水处理,降低废水中污染物浓度,减轻对环境的污染。(2)资源化利用:对造纸废水进行处理,回收其中的有用物质,实现资源的合理利用。(3)保证排放标准:造纸废水处理后,需满足我国相关排放标准,以降低对环境的影响。第二节废水处理工艺流程造纸废水处理工艺流程主要包括以下环节:(1)预处理:主要包括格栅、调节池、沉淀池等设施,目的是去除废水中的悬浮物、调节水质水量、降低废水中的有机物浓度。(2)生物处理:包括好氧生物处理和厌氧生物处理,利用微生物降解废水中的有机物质,降低废水的COD和BOD。(3)深度处理:针对造纸废水中的难降解有机物和重金属离子,采用高级氧化、活性炭吸附等方法,进一步降低污染物浓度。(4)回用与排放:经过处理后的废水,部分可回用于生产过程中,其余达标排放。(5)碱回收:造纸废水中的碱液可通过蒸发、结晶等方法进行回收,实现资源的合理利用。(6)污泥处理:造纸废水处理过程中产生的污泥,可通过浓缩、脱水等方法进行减量化处理,进一步实现资源化利用。第二章预处理技术第一节废水预处理方法废水预处理是造纸公司废水处理与碱回收技术中的关键环节,其目的是降低废水中的悬浮物、有机物和色度等污染物浓度,为后续处理环节创造良好的条件。以下是几种常见的废水预处理方法:1.1.3格栅过滤法格栅过滤法是通过设置一定间隙的格栅,将废水中的大块悬浮物拦截下来,以减轻后续处理设备的负荷。此方法操作简单,维护方便,但需定期清理格栅。1.1.4沉淀法沉淀法是利用重力作用使废水中的悬浮物下沉,从而实现固液分离。根据沉淀速度的不同,可分为快速沉淀和慢速沉淀两种。快速沉淀法适用于处理悬浮物含量较高的废水,慢速沉淀法则适用于处理悬浮物含量较低的废水。1.1.5气浮法气浮法是通过向废水中通入微小气泡,使悬浮物附着在气泡表面,从而实现固液分离。气浮法具有处理效率高、适应性强等优点,适用于处理造纸废水中的油脂、颜料等污染物。1.1.6絮凝法絮凝法是通过向废水中加入絮凝剂,使废水中的悬浮物和胶体颗粒聚集成较大颗粒,便于后续处理。常用的絮凝剂有聚合硫酸铁、聚合硫酸铝等。絮凝法操作简单,但需根据废水性质选择合适的絮凝剂。1.1.7吸附法吸附法是利用吸附剂对废水中的有机物、重金属等污染物进行吸附,从而实现净化。常用的吸附剂有活性炭、离子交换树脂等。吸附法处理效果较好,但吸附剂需定期更换。第二节预处理设备选型废水预处理设备的选型应根据废水性质、处理要求及投资成本等因素进行。以下为几种常见预处理设备的选型要点:1.1.8格栅选择格栅时,应根据废水中的悬浮物大小、含量及处理能力来确定格栅的间隙和宽度。同时考虑格栅的自动清理功能,以降低人工维护成本。1.1.9沉淀池沉淀池的选型应根据废水的悬浮物含量、沉淀速度和处理能力来确定。对于悬浮物含量较高的废水,宜选择快速沉淀池;对于悬浮物含量较低的废水,宜选择慢速沉淀池。1.1.10气浮设备气浮设备的选型应根据废水的悬浮物含量、处理能力及所需气泡大小来确定。同时考虑气浮设备的自动化程度、能耗等因素。1.1.11絮凝设备絮凝设备的选型应根据废水性质、絮凝剂种类及处理能力来确定。常用的絮凝设备有搅拌器、混合器等。1.1.12吸附设备吸附设备的选型应根据废水性质、吸附剂种类及处理能力来确定。常用的吸附设备有固定床吸附器、移动床吸附器等。通过合理选型,可以保证废水预处理环节的高效运行,为后续处理环节创造有利条件。第三章氧化技术第一节常见氧化技术1.1.13概述氧化技术是造纸公司废水处理与碱回收过程中的重要环节,其主要目的是通过氧化作用去除废水中的有机污染物,提高废水的可生化性,为后续的生物处理创造条件。本节主要介绍几种常见的氧化技术。1.1.14化学氧化技术(1)臭氧氧化技术:臭氧是一种强氧化剂,能迅速分解废水中的有机污染物。臭氧氧化技术具有氧化速度快、无二次污染等优点,适用于处理低浓度有机废水。(2)过氧化氢氧化技术:过氧化氢是一种绿色氧化剂,通过非均相催化氧化反应,能有效降解废水中的有机污染物。过氧化氢氧化技术具有操作简便、反应条件温和等优点。(3)高锰酸钾氧化技术:高锰酸钾是一种强氧化剂,能氧化废水中的有机污染物,提高废水的可生化性。高锰酸钾氧化技术具有氧化能力强、反应速度快等特点。(4)过硫酸盐氧化技术:过硫酸盐在酸性条件下具有强氧化性,能氧化废水中的有机污染物。过硫酸盐氧化技术具有氧化效果好、反应条件易于控制等优点。1.1.15生物氧化技术(1)好氧生物氧化技术:通过微生物的好氧代谢作用,将废水中的有机污染物氧化分解为无机物质。好氧生物氧化技术具有处理效率高、运行稳定等优点。(2)厌氧生物氧化技术:在缺氧条件下,微生物将废水中的有机污染物氧化分解为无机物质。厌氧生物氧化技术具有能耗低、污泥产量少等优点。第二节氧化工艺优化1.1.16概述氧化工艺在造纸公司废水处理与碱回收过程中具有重要作用,为了提高氧化效果、降低运行成本,有必要对氧化工艺进行优化。本节主要从以下几个方面进行氧化工艺的优化。1.1.17优化措施(1)选择合适的氧化剂:根据废水性质和处理要求,选择具有较高氧化效率和较低成本的氧化剂。(2)控制氧化反应条件:优化氧化反应的pH值、温度、反应时间等条件,以提高氧化效果。(3)强化氧化剂与废水的混合:通过提高氧化剂与废水的混合程度,提高氧化反应的传质效率。(4)采用新型氧化技术:如电化学氧化、光催化氧化等,以提高氧化效果和降低运行成本。(5)优化氧化工艺流程:结合实际生产情况,对氧化工艺流程进行调整,实现氧化过程的集成和优化。(6)强化氧化过程的监测与控制:通过实时监测氧化过程的关键参数,及时调整工艺参数,保证氧化效果。1.1.18氧化工艺优化案例分析以某造纸公司废水处理项目为例,采用以下优化措施:(1)选择过氧化氢作为氧化剂,提高氧化效果。(2)控制氧化反应条件,使pH值保持在6.57.5,温度保持在3040℃。(3)采用新型氧化技术,如电化学氧化,提高氧化效果。(4)优化氧化工艺流程,实现氧化过程的集成和优化。(5)强化氧化过程的监测与控制,实时调整工艺参数。通过以上优化措施,该造纸公司废水处理项目氧化效果得到显著提高,运行成本得到降低。第四章生物处理技术生物处理技术是利用微生物的代谢作用,将废水中的有机污染物降解转化为无害物质的一种处理方法。生物处理技术在造纸公司废水处理中占有重要地位,主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。第一节好氧生物处理1.1.19原理及特点好氧生物处理是在有氧条件下,利用微生物将废水中的有机污染物降解转化为无害物质的过程。其基本原理是微生物在生长繁殖过程中,通过氧化分解废水中的有机物,释放出能量,以满足其生命活动的需求。好氧生物处理具有以下特点:(1)处理效率高,降解速度快;(2)适应性强,可处理各类有机废水;(3)运行成本低,设备简单,维护方便;(4)产生的污泥量较少,易于处理。1.1.20工艺流程好氧生物处理主要包括以下工艺流程:(1)预处理:包括水质调节、悬浮物去除、pH调整等,为微生物的生长提供良好的环境;(2)生物反应池:利用微生物降解废水中的有机污染物,实现废水净化;(3)二次处理:对生物反应池出水进行进一步处理,以满足排放标准;(4)污泥处理:对产生的污泥进行处理,减少其对环境的影响。1.1.21影响因素影响好氧生物处理效果的因素主要包括:(1)溶解氧:溶解氧是微生物生长繁殖的重要条件,其浓度直接影响生物处理的效率;(2)温度:微生物的生长繁殖对温度有较高要求,一般适宜温度范围为1535℃;(3)pH:微生物的生长繁殖对pH有较高要求,一般适宜pH范围为6.58.5;(4)营养物质:微生物生长繁殖需要一定的营养物质,如碳、氮、磷等;(5)污泥浓度:污泥浓度越高,生物处理效果越好,但污泥浓度过高会导致设备堵塞。第二节厌氧生物处理1.1.22原理及特点厌氧生物处理是在无氧条件下,利用微生物将废水中的有机污染物转化为无害物质的过程。其基本原理是微生物在缺氧环境下,通过还原反应将有机物转化为甲烷、二氧化碳等气体,同时释放出能量。厌氧生物处理具有以下特点:(1)处理效率高,降解速度快;(2)适应性强,可处理高浓度有机废水;(3)运行成本低,设备简单,维护方便;(4)产生的污泥量较少,易于处理;(5)有机物去除过程中产生可再生能源(甲烷)。1.1.23工艺流程厌氧生物处理主要包括以下工艺流程:(1)预处理:包括水质调节、悬浮物去除、pH调整等,为微生物的生长提供良好的环境;(2)厌氧反应器:利用微生物在缺氧环境下降解废水中的有机污染物,实现废水净化;(3)污泥处理:对产生的污泥进行处理,减少其对环境的影响。1.1.24影响因素影响厌氧生物处理效果的因素主要包括:(1)溶解氧:厌氧生物处理需要在无氧或微氧环境下进行,溶解氧浓度应控制在较低水平;(2)温度:微生物的生长繁殖对温度有较高要求,一般适宜温度范围为3040℃;(3)pH:微生物的生长繁殖对pH有较高要求,一般适宜pH范围为6.57.5;(4)营养物质:微生物生长繁殖需要一定的营养物质,如碳、氮、磷等;(5)污泥浓度:污泥浓度越高,生物处理效果越好,但污泥浓度过高会导致设备堵塞。通过以上对好氧生物处理和厌氧生物处理的介绍,我们可以看到生物处理技术在造纸公司废水处理中的应用具有明显的优势。在实际应用中,应根据废水性质和排放标准,合理选择生物处理技术,实现废水的高效净化。第五章混凝沉淀技术第一节混凝剂选择1.1.25概述在造纸公司废水处理与碱回收过程中,混凝沉淀技术是一种重要的物理化学方法,其关键在于混凝剂的选择。合适的混凝剂可以有效去除废水中的悬浮物、胶体物质和部分有机污染物,为后续处理工艺创造有利条件。1.1.26混凝剂种类及特点(1)无机混凝剂:主要包括铝盐、铁盐、钙盐等。无机混凝剂具有原料易得、价格低廉、处理效果好等优点,但在处理过程中易产生沉淀物,对设备造成磨损。(2)有机混凝剂:主要包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸等。有机混凝剂具有分子量大、絮凝效果好、不易产生沉淀物等优点,但价格较高,且在使用过程中需注意其对环境的影响。(3)复合混凝剂:将无机混凝剂和有机混凝剂按一定比例混合使用,可发挥各自优势,提高处理效果。1.1.27混凝剂选择原则(1)根据废水水质特点选择适宜的混凝剂。如废水中含有大量悬浮物,可选择无机混凝剂;如废水中含有大量有机污染物,可选择有机混凝剂。(2)考虑处理成本。在满足处理效果的前提下,尽量选择价格低廉、来源广泛的混凝剂。(3)注意混凝剂的环境影响。选择对环境友好、易于降解的混凝剂,以降低处理过程中对环境的影响。第二节沉淀工艺优化1.1.28概述沉淀工艺是混凝沉淀技术的核心环节,其目的是将混凝剂与废水中的污染物充分混合,形成絮体,并通过重力作用将其从水中分离。优化沉淀工艺可以提高废水处理效果,降低处理成本。1.1.29沉淀工艺优化措施(1)控制混凝剂用量:根据废水水质和处理要求,合理调整混凝剂用量,保证混凝效果。(2)调整混合方式:采用机械搅拌、水泵混合等方式,使混凝剂与废水充分混合,提高絮体形成效果。(3)优化沉淀池设计:合理设计沉淀池尺寸、形状和停留时间,提高沉淀效率。(4)控制絮体生长:通过调节废水pH值、温度等条件,控制絮体生长速度,使其在沉淀过程中不易破碎。(5)提高废水处理负荷:适当提高废水处理负荷,降低沉淀池内悬浮物的浓度,提高处理效果。(6)强化污泥处理:对沉淀池污泥进行处理,如浓缩、脱水等,以降低其对环境的影响。1.1.30沉淀工艺优化效果评价(1)处理效果:通过监测废水处理后悬浮物、有机物等指标的去除效果,评价沉淀工艺的优化效果。(2)经济性:分析沉淀工艺优化后处理成本的变化,评价经济性。(3)环境影响:分析沉淀工艺优化后对环境的影响,如污泥处理效果、混凝剂选择等。第六章过滤技术第一节过滤设备选型1.1.31过滤设备概述在造纸公司废水处理与碱回收过程中,过滤设备起到了关键作用。过滤设备主要用于去除废水中的悬浮物、油脂、重金属等有害物质,以保证后续处理环节的顺利进行。过滤设备选型应结合废水的性质、处理要求及工艺流程进行。1.1.32过滤设备选型原则(1)处理能力:根据废水处理量、过滤周期及过滤效率等因素,选择具有足够处理能力的过滤设备。(2)过滤精度:根据废水中的悬浮物粒径及后续处理工艺要求,选择合适的过滤精度。(3)结构材料:考虑废水中的腐蚀性、磨蚀性等因素,选择耐腐蚀、耐磨的过滤设备。(4)自动化程度:根据实际需求,选择具备自动清洗、自动排污等功能的过滤设备。(5)运行成本:综合考虑设备投资、运行维护、能耗等因素,选择运行成本较低的过滤设备。(6)环保要求:选择符合国家环保标准的过滤设备,以减少对环境的影响。1.1.33常见过滤设备(1)格栅:主要用于拦截废水中的大块悬浮物,如纸浆、塑料等。(2)沉淀池:利用重力沉降原理,去除废水中的悬浮物。(3)气浮设备:通过向废水中通入微小气泡,使悬浮物浮起,实现固液分离。(4)压滤机:利用压力将废水中的悬浮物过滤出来,适用于浓度较高的废水处理。(5)膜过滤设备:利用膜材料对废水进行过滤,具有较高的过滤精度。第二节过滤效果评估1.1.34过滤效果评估指标(1)过滤效率:评估过滤设备去除悬浮物的能力,可通过过滤前后的悬浮物浓度差来计算。(2)过滤周期:评估过滤设备在连续运行过程中的稳定性和可靠性。(3)过滤阻力:评估过滤设备在运行过程中阻力损失的大小,以判断过滤设备的能耗。(4)过滤水质:评估过滤后废水的水质,判断是否达到后续处理工艺的要求。1.1.35过滤效果评估方法(1)实验方法:通过实验室小试、中试等实验方法,对过滤设备的过滤效果进行评估。(2)运行数据监测:通过实时监测过滤设备的运行数据,如过滤效率、过滤周期等,评估过滤效果。(3)模拟计算:利用计算机模拟软件,对过滤设备的过滤效果进行预测和评估。(4)现场考察:通过现场考察过滤设备的运行情况,对过滤效果进行评估。1.1.36过滤效果优化措施(1)调整过滤设备参数:根据废水性质和处理要求,调整过滤设备的运行参数,提高过滤效果。(2)改进过滤设备结构:优化过滤设备的设计,提高过滤效率。(3)引入预处理工艺:在过滤设备前增设预处理工艺,降低废水中的悬浮物浓度,提高过滤效果。(4)定期清洗和更换过滤材料:保持过滤设备的清洁,延长过滤材料的使用寿命,提高过滤效果。第七章碱回收概述第一节碱回收原理碱回收是造纸工业废水处理中的一项关键环节,其主要目的是从废液中回收碱,以实现资源的循环利用和减少环境污染。碱回收原理主要基于以下三个方面:1.1.37苛性碱的循环利用在造纸过程中,使用的碱主要包括苛性钠(NaOH)和苛性钾(KOH)。在制浆过程中,碱与木素发生反应,可溶性的木素磺酸盐。这部分碱在废液中以盐的形式存在,通过苛性碱回收工艺,可以将这部分碱重新转化为苛性碱,实现碱的循环利用。1.1.38中和反应废水中的碱金属盐(如Na2SO4、K2SO4等)与硫酸反应,硫酸盐和相应的硫酸氢盐。在碱回收过程中,通过中和反应,将硫酸氢盐转化为硫酸盐,从而回收硫酸盐中的碱。1.1.39电解质交换在碱回收过程中,利用离子交换树脂将废水中的碱金属离子(如Na、K等)与H离子进行交换,相应的氢氧化物。通过电解质交换,可以将废水中的碱金属离子转化为可回收的碱。第二节碱回收工艺流程碱回收工艺流程主要包括以下步骤:1.1.40预处理预处理是碱回收工艺的第一步,主要包括以下环节:(1)废水收集:将造纸废水集中收集,为后续处理提供原料。(2)沉淀:通过添加絮凝剂,使废水中的悬浮物沉淀,降低后续处理难度。(3)过滤:采用过滤设备,去除废水中的悬浮物和杂质。1.1.41中和反应中和反应是碱回收工艺的核心环节,主要包括以下步骤:(1)酸碱中和:将废水中的硫酸氢盐与硫酸反应,硫酸盐和相应的硫酸氢盐。(2)沉淀:通过添加絮凝剂,使硫酸盐沉淀,分离出碱金属离子。1.1.42电解质交换电解质交换是碱回收工艺的关键步骤,主要包括以下环节:(1)离子交换:利用离子交换树脂将废水中的碱金属离子与H离子进行交换,相应的氢氧化物。(2)洗脱:通过洗脱液将离子交换树脂中的氢氧化物洗脱,得到苛性碱。1.1.43蒸发结晶蒸发结晶是将洗脱液中的水分蒸发,得到固体碱金属盐。蒸发结晶过程中,需要控制温度和压力,以保证碱金属盐的纯度和收率。1.1.44碱回收产品制备将蒸发结晶得到的固体碱金属盐进行加工,制备成符合工业要求的碱回收产品,如苛性钠、苛性钾等。通过以上碱回收工艺流程,造纸公司可以实现废液中碱的回收和资源的循环利用,降低生产成本,减轻环境负担。第八章碱回收技术第一节碱回收设备碱回收设备是造纸废水处理系统中的组成部分,其主要目的是从废液中提取并回收碱,实现资源的循环利用。以下为常见的碱回收设备:(1)碱回收炉:碱回收炉是碱回收系统的核心设备,用于将废液中的有机物燃烧,热能,同时将无机碱转化为可回收的形态。碱回收炉通常采用沸腾炉、流化床炉等形式。(2)碱回收蒸发器:碱回收蒸发器主要用于将废液中的水分蒸发,浓缩碱液,为碱回收炉提供高浓度的碱液。蒸发器有单效蒸发、多效蒸发等多种类型。(3)碱回收澄清器:澄清器主要用于去除碱回收过程中产生的固体杂质,保证碱液的纯度。澄清器有重力式、离心式等类型。(4)碱回收过滤设备:过滤设备用于进一步去除碱液中的细小悬浮物,提高碱液质量。常见的过滤设备有袋式过滤器、活性炭过滤器等。(5)碱回收泵:泵是碱回收系统中输送碱液的设备,包括离心泵、隔膜泵等。第二节碱回收工艺优化为实现造纸废水处理中碱的高效回收,对碱回收工艺进行优化。以下为碱回收工艺优化的几个方面:(1)碱回收炉运行优化:通过调整燃烧温度、过剩空气系数等参数,提高燃烧效率,降低能耗。同时对炉内燃烧情况进行实时监测,保证燃烧过程的稳定。(2)蒸发器运行优化:优化蒸发器运行参数,如蒸发温度、蒸发压力等,提高蒸发效率,降低能耗。定期清洗蒸发器,防止结垢,提高蒸发器运行效果。(3)澄清器运行优化:优化澄清器运行参数,如澄清时间、搅拌强度等,提高碱液澄清效果。同时对澄清器进行定期检查和维修,保证其正常运行。(4)过滤设备运行优化:根据实际情况选择合适的过滤设备,提高过滤效果。同时定期清洗和更换过滤元件,保证过滤设备的稳定运行。(5)碱回收系统自动化控制:通过引入先进的自动化控制系统,实时监测并调整碱回收系统运行参数,实现碱回收过程的智能化、精准化控制。(6)废液预处理:对废液进行预处理,如调节pH值、去除悬浮物等,以提高碱回收效率,降低碱回收成本。通过以上优化措施,可以显著提高造纸废水处理中碱回收的效果,实现资源的循环利用,降低环境污染。第九章环保监测与管理第一节监测指标与方法1.1.45监测指标造纸公司废水处理与碱回收过程中的环保监测指标主要包括化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、悬浮物(SS)、总氮(TN)、总磷(TP)、pH值、色度等。这些指标能够反映废水处理效果和碱回收效率,为环保管理提供依据。1.1.46监测方法(1)化学需氧量(COD)的监测:采用重铬酸钾消解法,通过测定废水样品中重铬酸钾的消耗量,计算得到COD值。(2)生化需氧量(BOD)的监测:采用五日生化法,将废水样品放入培养瓶中,经过五天的生化过程,测定废水中的溶解氧消耗量,计算得到BOD值。(3)悬浮物(SS)的监测:采用重量法,将废水样品过滤、烘干、称重,计算得到悬浮物的含量。(4)总氮(TN)的监测:采用紫外分光光度法,通过测定废水样品中氮元素的含量,计算得到总氮值。(5)总磷(TP)的监测:采用钼酸铵分光光度法,通过测定废水样品中磷元素的含量,计算得到总磷值。(6)pH值的监测:采用pH计,直接测定废水样品的酸碱度。(7)色度的监测:采用色度计,测定废水样品的色度。第二节管理体系与措施1.1.47

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