CN110606577A - 一种复合除磷脱氮剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合除磷脱氮剂,按质量百分比由以下组分组成:硫酸亚铁6.4%‑9%、碱式氯化铝1%‑2%、葡萄糖5%‑8%、乙酸钠2.6%‑3.5%、聚合硫酸铝铁6.4%‑8%、甲醇2.7%‑4.5%、活性肽0.45%‑0.65%,其余为水,以上组分质量百分比之和为100%。本发明还公开了其制备方法:先分别配置各个组分溶液浓度;然后将硫酸亚铁溶液和聚合硫酸铝铁溶液混合,配置成溶液A;再将葡萄糖、乙酸钠溶液混合,配置成溶液B;将A溶液与碱式氯化铝溶液混合,配置成C溶液;将C溶液与B溶液混合,配置成D溶液;最后将甲醇溶液、活性肽溶液缓慢加入溶液D中,即得。本发明制备的一种复合除磷脱氮剂,解决了现有技术中存在的药剂无法同时既除磷又脱氮的问题。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,具体涉及一种复合除磷脱氮剂,本发明还涉及该复合除磷脱氮剂的制备方法。
背景技术
氮、磷是生物不可缺少的重要元素,生物的代谢过程都需要磷的参与。随着我国经济的蓬勃发展,氮、磷及其化合物也越来越受到人们的重视,它在肥料、食品、国防、汽车制造以及医药、农药、洗涤剂等工业领域都有着极其重要的作用。
随着氮、磷及其化合物的广泛使用,导致生活污水中的总磷含量达5-20mg/L,总氮含量达:60-100mg/L,工业废水中的总磷甚至可高达100-200mg/L,总氮可高达200-300mg/L,甚至更高。氮、磷属于营养物质,是判定水体富营养化的重要指标,当水体中磷含量过高,可引起水体富营养化,导致藻类植物的过度生长,发生水华或赤潮,打乱水体平衡。
生活污水处理厂、工业污水处理厂通常采用活性污泥法去除水中的氮磷,但活性污泥法无法达到国家排放标准,污水处理厂还会增加化学除磷,补充碳源。目前使用的化学除磷药剂主要以单一铝盐、铁盐、钙盐为主,但单一的铝盐或铁盐进行化学除磷,是按照沉淀反应进行,贡献率很小,而水解吸附则是磷去除的主要因素,单一铝盐或铁盐对胶体及悬浮物中的总磷具有一定的去除效果,而对污水中溶解性总磷去除效果较差,且铁盐对生物微生物有影响,有造成色度超标的风险。
污水处理厂脱氮主要是通过增加葡萄糖、乙酸钠等碳源来完成,现有除碳源为单一产品,只能单纯解决一个指标,并且为单一制剂,单纯投加葡萄糖、乙酸钠时,只是被某些特定的微生物吸收利用,这样生物的驯化时间长且影响生物的多样性。葡萄糖的投加会引起丝状菌膨胀,导致工艺紊乱;乙酸钠价格较贵,很多水厂难里承担其成本。
目前,在很多污水厂同时出现总氮和总磷的问题时,补充碳源的同时又得投加除磷药剂,没有一款药剂可以同时解决,分别去除水中的氮磷,大大增加了人力和管理成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合除磷脱氮剂,解决了现有技术中存在的药剂无法同时既除磷又能脱氮的问题。
本发明的另一个目的是提供一种复合除磷脱氮剂的制备方法。
本发明所采用的技术方案是,一种复合除磷脱氮剂,按质量百分比由以下组分组成:硫酸亚铁6.4%-9%、碱式氯化铝1%-2%、葡萄糖5%-8%、乙酸钠2.6%-3.5%、聚合硫酸铝铁6.4%-8%、甲醇2.7%-4.5%、活性肽0.45%-0.65%,其余为水,以上组分质量百分比之和为100%。
本发明所采用的另一个技术方案是,一种复合除磷脱氮剂的制备方法,具体步骤如下:
步骤1,准备原料,将硫酸亚铁、碱式氯化铝、葡萄糖、乙酸钠、聚合硫酸铝铁、甲醇、活性肽分别配置成所需浓度溶液待用;
步骤2,将硫酸亚铁溶液和聚合硫酸铝铁溶液混合搅拌均匀,配置成溶液A待用;
步骤3,将葡萄糖溶液、乙酸钠溶液混合搅拌均匀待用,配置成溶液B待用;
步骤4,将A溶液与碱式氯化铝溶液混合搅拌均匀,配置成C溶液待用;
步骤5,将C溶液与B溶液混合搅拌均匀,配置成D溶液待用;
步骤6,将甲醇溶液、活性肽溶液缓慢加入溶液D中,即得复合除磷脱氮剂。
本发明的特点还在于,
在步骤1中,硫酸亚铁溶液质量百分比浓度25%-35%,聚合硫酸铝铁溶液质量百分比浓度25%-30%。
在步骤1中,葡萄糖溶液质量百分比浓度30%-40%;乙酸钠溶液的质量百分比浓度为28%-35%。
在步骤1中,碱式氯化铝溶液质量百分比浓度20%-30%,甲醇溶液质量百分比浓度30%-50%,活性肽溶液质量百分比浓度10%-15%。
在步骤6中,甲醇溶液、活性肽溶液和溶液D按照2:1:19的体积比混合,在温度20-30℃的条件下搅拌3-5min。
在步骤2中,硫酸亚铁溶液和聚合硫酸铝铁溶液按照1:1体积比混合。
在步骤3中,葡萄糖溶液、乙酸钠溶液按照2:1体积比混合。
在步骤4中,A溶液与碱式氯化铝溶液按照9:1体积比混合。
在步骤5中,将C溶液与B溶液按照2:1的体积比混合。
本发明的有益效果是,本发明制备的一种复合除磷脱氮剂,解决了现有的污水处理厂不能同时脱氮、除磷达标的问题,本发明的复合除磷脱氮剂适用于市政污水处理厂的除磷脱氮,本发明的复合除磷脱氮剂通过将各类碳源按照比例配比,满足不同生物的生长需求,碳源配方增加了生物除磷能力;活性肽促进生物对其他碳源的吸收利用,减少生物驯化时间,提高生物的处理能力;在提供生物处理能力不仅仅是脱氮能力,同样增强了聚磷菌、释磷菌的生物活性,提高了生物除磷效率;本发明的复合除磷脱氮剂中复合铝铁盐有效规避了铝盐反应不完全,铁盐色度及对微生物的影响。
附图说明
图1是本发明一种复合除磷脱氮剂试验期间出水指标折线图;
图2是本发明一种复合除磷脱氮剂微生物指标折线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种复合除磷脱氮剂,按质量百分比由以下组分组成:硫酸亚铁6.4%-9%、碱式氯化铝1%-2%、葡萄糖5%-8%、乙酸钠2.6%-3.5%、聚合硫酸铝铁6.4%-8%、甲醇2.7%-4.5%、活性肽0.45%-0.65%,其余为水,以上组分质量百分比之和为100%。
上述一种复合除磷脱氮剂的制备方法,具体步骤如下:
步骤1,准备原料,将硫酸亚铁、碱式氯化铝、葡萄糖、乙酸钠、聚合硫酸铝铁、甲醇、活性肽分别配置成所需浓度溶液待用;
在步骤1中,硫酸亚铁溶液质量百分比浓度25%-35%,聚合硫酸铝铁溶液质量百分比浓度25%-30%,葡萄糖溶液质量百分比浓度30%-40%;乙酸钠水溶液的质量百分比浓度为28%-35%,碱式氯化铝水溶液质量百分比浓度20%-30%;甲醇溶液质量百分比浓度30%-50%,活性肽溶液质量百分比浓度10%-15%。
步骤2,将硫酸亚铁溶液和聚合硫酸铝铁溶液按照1:1体积比混合搅拌均匀,配置成溶液A待用;
步骤3,将葡萄糖溶液、乙酸钠溶液按照2:1体积比混合搅拌均匀待用,配置成溶液B待用;
步骤4,将A溶液与碱式氯化铝溶液按照9:1体积比混合搅拌均匀,配置成C溶液待用;
步骤5,将C溶液与B溶液按照2:1的体积比混合搅拌均匀,配置成D溶液待用;
步骤6,将甲醇溶液、活性肽溶液缓慢加入溶液D中,甲醇溶液、活性肽溶液和溶液D按照2:1:19的体积比混合,在温度20-30℃的条件下搅拌3-5min,即得复合除磷脱氮剂。
本发明方法制备的一种复合除磷脱氮剂,硫酸亚铁、碱式氯化铝(BAC)、聚合硫酸铝铁可有效的规避了单纯铝盐与磷酸根反应不完全的问题,又规避了铁盐对微生物的影响以及色度。加入碱式氯化铝可以大大提高絮凝吸附的能力,保证不影响出水的SS。
乙酸钠、葡萄糖、活性肽的协同作用可极大的提高BOD的转化率,有利于各类微生物的吸收,提高微生物活性,既可以提高生物脱氮效率也可以提升生物除磷效率,且硫酸亚铁的还原性降低污水中的溶解氧含量,促进硝化和反硝化效率。
在铁铝盐的复配中加入了乙酸钠葡萄糖、微量元素的同时,既利用了药剂的除磷效率又提升了生物的除磷效率。
实施例1
本实施例公开了一种复合除磷脱氮剂的制备方法,具体步骤如下:
步骤1,准备原料,分别配置质量百分比浓度25%硫酸亚铁溶液、质量百分比浓度25%聚合硫酸铝铁溶液;质量百分比浓度30%葡萄糖溶液;质量百分比浓度28%乙酸钠溶液;质量百分比浓度20%碱式氯化铝溶液;质量百分比浓度30%甲醇溶液;质量百分比浓度10%活性肽溶液;
步骤2,将硫酸亚铁溶液和聚合硫酸铝铁溶液按照1:1体积比混合搅拌均匀,配置成溶液A待用;
步骤3,将葡萄糖溶液、乙酸钠溶液按照2:1体积比混合搅拌均匀待用,配置成溶液B待用;
步骤4,将A溶液与碱式氯化铝溶液按照9:1体积比混合搅拌均匀,配置成C溶液待用;
步骤5,将C溶液与B溶液按照2:1的体积比混合搅拌均匀,配置成D溶液待用;
步骤6,将甲醇溶液、活性肽溶液缓慢加入溶液D中,甲醇溶液、活性肽溶液和溶液D按照2:1:19的体积比混合,在温度20℃的条件下搅拌3min,即得复合除磷脱氮剂。
实施例2
本实施例公开了一种复合除磷脱氮剂的制备方法,具体步骤如下:
步骤1,准备原料,分别配置质量百分比浓度27%硫酸亚铁溶液、质量百分比浓度26%聚合硫酸铝铁溶液;质量百分比浓度32%葡萄糖溶液;质量百分比浓度29%乙酸钠溶液;质量百分比浓度22%碱式氯化铝溶液;质量百分比浓度35%甲醇溶液;质量百分比浓度11%活性肽溶液;
步骤2,将硫酸亚铁溶液和聚合硫酸铝铁溶液按照1:1体积比混合搅拌均匀,配置成溶液A待用;
步骤3,将葡萄糖溶液、乙酸钠溶液按照2:1体积比混合搅拌均匀待用,配置成溶液B待用;
步骤4,将A溶液与碱式氯化铝溶液按照9:1体积比混合搅拌均匀,配置成C溶液待用;
步骤5,将C溶液与B溶液按照2:1的体积比混合搅拌均匀,配置成D溶液待用;
步骤6,将甲醇溶液、活性肽溶液缓慢加入溶液D中,甲醇溶液、活性肽溶液和溶液D按照2:1:19的体积比混合,在温度22℃的条件下搅拌3min,即得复合除磷脱氮剂。
实施例3
本实施例公开了一种复合除磷脱氮剂的制备方法,具体步骤如下:
步骤1,准备原料,分别配置质量百分比浓度30%硫酸亚铁溶液、质量百分比浓度27%聚合硫酸铝铁溶液;质量百分比浓度35%葡萄糖溶液;质量百分比浓度31%乙酸钠溶液;质量百分比浓度25%碱式氯化铝溶液;质量百分比浓度40%甲醇溶液;质量百分比浓度13%活性肽溶液;
步骤2,将硫酸亚铁溶液和聚合硫酸铝铁溶液按照1:1体积比混合搅拌均匀,配置成溶液A待用;
步骤3,将葡萄糖溶液、乙酸钠溶液按照2:1体积比混合搅拌均匀待用,配置成溶液B待用;
步骤4,将A溶液与碱式氯化铝溶液按照9:1体积比混合搅拌均匀,配置成C溶液待用;
步骤5,将C溶液与B溶液按照2:1的体积比混合搅拌均匀,配置成D溶液待用;
步骤6,将甲醇溶液、活性肽溶液缓慢加入溶液D中,甲醇溶液、活性肽溶液和溶液D按照2:1:19的体积比混合,在温度25℃的条件下搅拌3min,即得复合除磷脱氮剂。
实施例4
本实施例公开了一种复合除磷脱氮剂的制备方法,具体步骤如下:
步骤1,准备原料,分别配置质量百分比浓度33%硫酸亚铁溶液、质量百分比浓度28%聚合硫酸铝铁溶液;质量百分比浓度37%葡萄糖溶液;质量百分比浓度32%乙酸钠溶液;质量百分比浓度28%碱式氯化铝溶液;质量百分比浓度45%甲醇溶液;质量百分比浓度14%活性肽溶液;
步骤2,将硫酸亚铁溶液和聚合硫酸铝铁溶液按照1:1体积比混合搅拌均匀,配置成溶液A待用;
步骤3,将葡萄糖溶液、乙酸钠溶液按照2:1体积比混合搅拌均匀待用,配置成溶液B待用;
步骤4,将A溶液与碱式氯化铝溶液按照9:1体积比混合搅拌均匀,配置成C溶液待用;
步骤5,将C溶液与B溶液按照2:1的体积比混合搅拌均匀,配置成D溶液待用;
步骤6,将甲醇溶液、活性肽溶液缓慢加入溶液D中,甲醇溶液、活性肽溶液和溶液D按照2:1:19的体积比混合,在温度28℃的条件下搅拌4min,即得复合除磷脱氮剂。
实施例5
本实施例公开了一种复合除磷脱氮剂的制备方法,具体步骤如下:
步骤1,准备原料,分别配置质量百分比浓度35%硫酸亚铁溶液、质量百分比浓度30%聚合硫酸铝铁溶液;质量百分比浓度40%葡萄糖溶液;质量百分比浓度35%乙酸钠溶液;质量百分比浓度30%碱式氯化铝溶液;质量百分比浓度50%甲醇溶液;质量百分比浓度15%活性肽溶液;
步骤2,将硫酸亚铁溶液和聚合硫酸铝铁溶液按照1:1体积比混合搅拌均匀,配置成溶液A待用;
步骤3,将葡萄糖溶液、乙酸钠溶液按照2:1体积比混合搅拌均匀待用,配置成溶液B待用;
步骤4,将A溶液与碱式氯化铝溶液按照9:1体积比混合搅拌均匀,配置成C溶液待用;
步骤5,将C溶液与B溶液按照2:1的体积比混合搅拌均匀,配置成D溶液待用;
步骤6,将甲醇溶液、活性肽溶液缓慢加入溶液D中,甲醇溶液、活性肽溶液和溶液D按照2:1:19的体积比混合,在温度30℃的条件下搅拌5min,即得复合除磷脱氮剂。
将上述实施例中得到的复合除磷脱氮剂进行除磷对比测试实验:
本实验采用与PAC、聚合硫酸铁做平行对比,实验所采用的PAC、聚合硫酸铁为巩义市华南供水材料有限公司生产。PAC(Al2O3含量为6.5%)、聚合硫酸铁(全铁含量11.3%)均为液体。
在污水厂取氧化沟出水,共计取水36L,分别将水倒入36个1L的烧杯中,并标号。
吸取本发明实施例1溶液10ml,定容至1L,配置成1%溶液,待用。
吸取本发明实施例2溶液10ml,定容至1L,配置成1%溶液,待用。
吸取本发明实施例3溶液10ml,定容至1L,配置成1%溶液,待用。
吸取本发明实施例4溶液10ml,定容至1L,配置成1%溶液,待用。
吸取本发明实施例5溶液10ml,定容至1L,配置成1%溶液,待用。
吸取液体PAC10ml,定容至1L,配置成1%溶液,待用。
吸取液体聚合硫酸铁10ml,定容至1L,配置成1%溶液,待用。
1号烧杯,不加任何药剂,搅拌2分钟,沉淀30分钟,取上清液,测总磷。
2号烧杯,加入10%PAC稀释液1ml,即投加量为10mg/L。
3号烧杯,加入10%PAC稀释液2ml,即投加量为20mg/L。
4号烧杯,加入10%PAC稀释液3ml,即投加量为30mg/L。
5号烧杯,加入10%PAC稀释液4ml,即投加量为40mg/L。
6号烧杯,加入10%PAC稀释液5ml,即投加量为50mg/L。
7号烧杯,加入10%聚合硫酸铁稀释液1ml,即投加量为10mg/L。
8号烧杯,加入10%聚合硫酸铁稀释液2ml,即投加量为20mg/L。
9号烧杯,加入10%聚合硫酸铁稀释液3ml,即投加量为30mg/L。
10号烧杯,加入10%聚合硫酸铁稀释液4ml,即投加量为40mg/L。
11号烧杯,加入10%聚合硫酸铁稀释液5ml,即投加量为50mg/L。
12号烧杯,10%本发明实施例1稀释液1ml,即投加量为10mg/L。
13号烧杯,10%本发明实施例1稀释液2ml,即投加量为20mg/L。
14号烧杯,10%本发明实施例1稀释液3ml,即投加量为30mg/L。
15号烧杯,10%本发明实施例1稀释液4ml,即投加量为40mg/L。
16号烧杯,10%本发明实施例1稀释液5ml,即投加量为50mg/L。
17号烧杯,10%本发明实施例2稀释液1ml,即投加量为10mg/L。
18号烧杯,10%本发明实施例2稀释液2ml,即投加量为20mg/L。
19号烧杯,10%本发明实施例2稀释液3ml,即投加量为30mg/L。
20号烧杯,10%本发明实施例2稀释液4ml,即投加量为40mg/L。
21号烧杯,10%本发明实施例2稀释液5ml,即投加量为50mg/L。
22号烧杯,10%本发明实施例3稀释液1ml,即投加量为10mg/L。
23号烧杯,10%本发明实施例3稀释液2ml,即投加量为20mg/L。
24号烧杯,10%本发明实施例3稀释液3ml,即投加量为30mg/L。
25号烧杯,10%本发明实施例3稀释液4ml,即投加量为40mg/L。
26号烧杯,10%本发明实施例3稀释液5ml,即投加量为50mg/L。
27号烧杯,10%本发明实施例4稀释液1ml,即投加量为10mg/L。
28号烧杯,10%本发明实施例4稀释液2ml,即投加量为20mg/L。
29号烧杯,10%本发明实施例4稀释液3ml,即投加量为30mg/L。
30号烧杯,10%本发明实施例4稀释液4ml,即投加量为40mg/L。
31号烧杯,10%本发明实施例4稀释液5ml,即投加量为50mg/L。
32号烧杯,10%本发明实施例5稀释液1ml,即投加量为10mg/L。
33号烧杯,10%本发明实施例5稀释液2ml,即投加量为20mg/L。
34号烧杯,10%本发明实施例5稀释液3ml,即投加量为30mg/L。
35号烧杯,10%本发明实施例5稀释液4ml,即投加量为40mg/L。
36号烧杯,10%本发明实施例5稀释液5ml,即投加量为50mg/L。
采用本发明实施例中1#~5#制备的复合除磷脱氮剂,进行除磷对比测试,实验数据结果如表1所示。
表1除磷对比测试实验数据
结果发现,表1中除磷对比测试实验数据表明,本发明制备的除磷脱氮剂在与PAC和聚铁相同投加量时,本发明制备的一种复合除磷脱氮剂的除磷效果远优于PAC和聚合硫酸铁,且当本发明制备的一种复合除磷脱氮剂投加量为50mg/L时,总磷的指标已经达到了地表四类水标准,而其他两种药剂均未达到一级A标准。
将上述实施例中得到的复合除磷脱氮剂对某水厂进行实地生产实验:
加药点:缺氧段进水;
投加量:初始投加量60mg/L,最终投加量:30mg/L;
实验时间:30天;
表2为投加本发明复合除磷脱氮剂后出水在线监测日均值实验数据:
表2出水在线监测日均值实验数据
表2的实验数据表明,投加本发明产品第六天开始,出水的总磷及总氮的日均值均达到国家标准,并且未对出水的COD指标造成影响,氨氮也稳定达标。表2出水在线监测日均值实验数据,绘制出折线图,如图1所示,能够更直观的看到投加本发明脱氮除磷剂后,出水的总磷、总氮、COD以及氨氮含量,对污水中溶解性总磷去除效果较好。
表3为连续投加本发明复合除磷脱氮剂30天显微镜镜检数据,检测生物活性。
表3连续投加30天显微镜镜检数据
表3中连续投加30天显微镜镜检数据表明,加完本发明复合除磷脱氮剂后,总氮和总磷指标均达到国家标准,且通过污水厂每日的生物镜检发现,生物活性比之前提高,而影响污水处理的微生物也没有增加,这是一般葡萄糖或乙酸钠无法达到的效果。表3中生物钟虫、轮虫、累枝虫、漫游虫、草履虫以及盾纤虫微生物指标折线图,如图2所示,污水处理后微生物数量随着持续的投加均增加,大大提高了生物活性,从而提升生物的除磷脱氮效率。
Claims (10)
1.一种复合除磷脱氮剂,其特征在于,按质量百分比由以下组分组成:硫酸亚铁6.4%-9%、碱式氯化铝1%-2%、葡萄糖5%-8%、乙酸钠2.6%-3.5%、聚合硫酸铝铁6.4%-8%、甲醇2.7%-4.5%、活性肽0.45%-0.65%,其余为水,以上组分质量百分比之和为100%。
2.一种复合除磷脱氮剂的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤1,准备原料,将硫酸亚铁、碱式氯化铝、葡萄糖、乙酸钠、聚合硫酸铝铁、甲醇、活性肽分别配置成所需浓度溶液待用;
步骤2,将硫酸亚铁溶液和聚合硫酸铝铁溶液混合搅拌均匀,配置成溶液A待用;
步骤3,将葡萄糖溶液、乙酸钠溶液混合搅拌均匀待用,配置成溶液B待用;
步骤4,将A溶液与碱式氯化铝溶液混合搅拌均匀,配置成C溶液待用;
步骤5,将C溶液与B溶液混合搅拌均匀,配置成D溶液待用;
步骤6,将甲醇溶液、活性肽溶液缓慢加入溶液D中,即得复合除磷脱氮剂。
3.根据权利要求1所述的一种复合除磷脱氮剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤1中,硫酸亚铁溶液质量百分比浓度25%-35%,聚合硫酸铝铁溶液质量百分比浓度25%-30%。
4.根据权利要求1所述的一种复合除磷脱氮剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤1中,葡萄糖溶液质量百分比浓度30%-40%;乙酸钠溶液的质量百分比浓度为28%-35%。
5.根据权利要求1所述的一种复合除磷脱氮剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤1中,碱式氯化铝溶液质量百分比浓度20%-30%,甲醇溶液质量百分比浓度30%-50%,活性肽溶液质量百分比浓度10%-15%。
6.根据权利要求1所述的一种复合除磷脱氮剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤6中,甲醇溶液、活性肽溶液和溶液D按照2:1:19的体积比混合,在温度20-30℃的条件下搅拌3-5min。
7.根据权利要求1所述的一种复合除磷脱氮剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤2中,硫酸亚铁溶液和聚合硫酸铝铁溶液按照1:1体积比混合。
8.根据权利要求1所述的一种复合除磷脱氮剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤3中,葡萄糖溶液、乙酸钠溶液按照2:1体积比混合。
9.根据权利要求1所述的一种复合除磷脱氮剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤4中,A溶液与碱式氯化铝溶液按照9:1体积比混合。
10.根据权利要求1所述的一种复合除磷脱氮剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤5中,将C溶液与B溶液按照2:1的体积比混合。
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