CN115340246A - 一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，包括依次连接的第一处理单元、第二处理单元；所述第二处理单元包括第二壳体模块，分别安装在所述第二壳体模块内部用于对预处理后的高盐难降解有机废水进行氧化处理的第二处理模块、用于对预处理后的高盐难降解有机废水进行电絮凝处理的第三处理模块、用于进行储能的能量模块；本发明整体结构设计合理，利用多级处理的方式对高盐难降解有机废水进行处理并回收有机物，具备处理效果好、出水水质稳定的优势；并且本发明将处理装置与储能装置进行结合，在实际使用中具备处理能耗低的优势，环保性能更佳。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置。
背景技术
高盐难降解有机废水的处理是目前国际上公认的处理难题。顾名思义，“高浓度”指的是有机废水的浓度较高，一般均在3000mg/L以上，甚至能够达到几万至十几万毫克每升的浓度；而“难降解”是指其可生化性较低，难以进行生物降解。因此受到“高浓度”、“难降解”的特性加持，该类有机废水无法使用常规的有机废水处置方式进行处理。而难降解的有机污染源均存在急性毒性，因此其在水中长时间的存在必然会对环境造成极大危害，甚者会威胁到人类健康。因此，对高盐难降解有机废水进行有效处理成为亟需解决的现有技术问题。
而废水治理均基于生物法、化学法、生化法以及组合工艺这几种原理，进而导致很多有效地工艺依旧停留在试验研究阶段，应用至实际中的占比极少。而现有的装置对高盐难降解有机废水进行治理时，其耗能较大，实际应用前景并不大，因此严重阻碍废水治理的发展。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置。
本发明的设计方案为：一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，包括依次连接的第一处理单元、第二处理单元；所述第一处理单元包括第一壳体模块，安装在所述第一壳体模块内部且用于对高盐难降解有机废水进行预处理的第一处理模块；
所述第二处理单元包括第二壳体模块，安装在所述第二壳体模块内部用于对预处理后的高盐难降解有机废水进行氧化处理的第二处理模块，安装在所述第二壳体模块内部用于对预处理后的高盐难降解有机废水进行电絮凝处理的第三处理模块，以及安装在所述第二壳体模块内部用于进行储能的能量模块；
所述第二壳体模块包括内部设置有空腔的设备壳体，安装在所述设备壳体内部且将所述空腔从上至下依次分割成处理腔、储能腔的分割底座，安装在所述分割底座上且将所述处理腔由外至内分割成氧化腔、电解腔的分割腔罩组件；
所述设备壳体包括壳体本体，以及套设在所述壳体本体外侧且与所述壳体本体形成设备腔的壳体保护罩；
所述分割底座包括上表面设置有排渣槽、放置槽且安装在所述壳体本体内部的环形座，以及设置在所述环状座上且端口贯穿所述放置槽的锥形座；所述放置槽位于环形座轴心处，所述排渣槽位于环形座最外侧；利用所述排渣槽将处理高盐难降解有机废水所得固态有机质排出后进行回收；
所述分割腔罩组件包括安装在所述锥形座上的下段环形管，外侧壁下端与所述下段环形管内侧壁上端通过滑块、滑槽活动连接的中段环形管，内侧壁下端与所述中段环形管外侧壁上端通过滑块、滑槽活动连接的上段环形管，以及设置在所述锥形座上且位于所述下段环形管、中段环形管、上段环形管内侧的分割管；所述中段环形管外部侧壁上设置有第一搅拌组件；所述上段环形管上端设置有封盖；所述下段环形管与所述中段环形管连接处、所述上段环形管与中段环形管连接处均形成供废水通过的流通通道；
所述第二处理模块包括安装在所述设备腔内部且用于对所述空腔进行超声处理的超声波发生器，以及安装在所述设备腔内部且用于对所述空腔提供臭氧的臭氧发生器；
所述第三处理模块安装在所述锥形座上且位于所述分割管内部；
所述能量模块包括动能模块、储能模块；所述动能模块包括驱动电机，以及与所述驱动电机输出端连接且贯穿所述壳体本体、封盖、锥形座的输出轴；所述中段环形管内壁通过连接杆与所述输出轴连接；所述储能模块包括设置在所述储能腔内部的真空腔体壳，设置在所述真空腔体壳内部的磁力线圈，设置在所述真空腔体壳内部且贯穿所述磁力线圈内部的磁性轴承，以及设置在所述磁性轴承上的飞轮组件；所述磁性轴承通过滚珠轴承与所述输出轴连接；所述飞轮组件包括电机转子，以及设置在所述电机转子上的飞轮本体。
进一步地，所述第一壳体模块包括处理壳本体，以及安装在所述处理壳本体内部且表面设置有通孔的分割板；
所述第一处理模块包括设置在所述处理壳本体内部用于对高盐难降解有机废水进行过滤预处理的栅网组件，以及设置在处理壳本体内部用于对过滤预处理后的高盐难降解有机废水进行吸附处理的吸附组件；
所述栅网组件包括安装在所述分割板下端且与所述通孔连接的导流管，多个均匀周向安装在所述导流管外侧壁上的安装支板，安装在所述安装支板上的栅网，以及安装在所述导流管外侧壁且与所述导流管连通的滤槽组件；
所述吸附组件包括安装在所述处理壳本体内部且位于所述分割板上方的放置网槽，以及放置在所述放置网槽内部的吸附物，其中，吸附材料可为吸附活性炭、吸附沸石等市售吸附材料；利用栅网组件对高盐难降解有机废水进行前期粗滤预处理，能够有效地避免大粒径物质进入装置对装置内部设备造成干扰，而吸附组件利用其特殊结构不仅能够对高盐难降解有机废水进行更为细致的过滤处理，同时能够进一步进行吸附处理。
更进一步地，所述处理壳本体内部设置有用于辅助排放固态废料的集废漏斗；所述栅网包括安装在相邻两个所述安装支板上的弧形网，以及安装在所述安装支板下端的圆形网；利用特殊结构的栅网结构对导流管、滤槽组件进行包裹，能够有效地进行粗滤处理，并且由于其装配式结构特性，更便于后期维护。
进一步地，所述第三处理模块有多个，多个所述第三处理模块均匀周向设置在所述锥形座上且位于所述分割管内部。
更进一步地，各个所述第三处理模块均包括侧壁上设置有通槽的电解腔壳，活动设置在所述电解腔壳轴心处的传动轴，设置在所述电解腔壳内部且用于安装阳极组件的第一安装架，设置在所述传动轴上且位于所述第一安装架内部用于安装阴极组件的第二安装架，设置在所述电解腔壳内部且位于所述第二安装架下方的气浮组件；所述传动轴下端贯穿所述电解腔壳且与所述输出轴通过传动齿轮箱连接；输出轴利用传动齿轮箱带动传动轴转动，进而使得第一安装架、第二安装架的相对位置发生变化，从而改变阴极组件、阳极组件的相对位置，更利于电解处理；且其转动还起到搅拌作用，能够有效地促进电解处理。
进一步地，所述第一安装架横截面为环状结构，所述阳极组件包括多个均匀周向间隔设置在所述第一安装架内侧壁上的阳极板；所述阴极组件包括多个均匀周向间隔设置在所述第二安装架上的阴极板；利用多个阳极板、多个阴极板的特殊安装方式实现阳极板、阴极板之间位置时刻发生相对变化，进而有效地促进电解处理。
进一步地，所述气浮组件包括设置在所述电解腔壳内部且将所述电解腔壳内部内部从上至下分割成反应腔、安装腔的气浮盘组，以及为所述气浮盘组提供气源且安装在所述安装腔内部的空气释放器；所述气浮盘组包括安装在所述电解腔壳内壁上的分割板，以及设置在所述分割板上且结构为漏斗状的导流槽；所述导流槽与空气释放器连接；利用气浮组件将电解产生的絮凝物随水流转移出电解腔转移堆积在排渣槽处，便于后续的排放。
进一步地，所述传动轴上端贯穿所述电解腔壳，传动轴上端设置有第二搅拌组件；利用第二搅拌组件能够有效地促进电解腔内部废水的流通性。
更进一步地，所述第二搅拌组件包括安装在所述传动轴上的安装轴承，安装在所述安装轴承上的搅拌架，以及安装在所述搅拌架上的搅拌桨。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明整体结构设计合理，利用多级处理的方式对高盐难降解有机废水进行处理并回收有机物，具备处理效果好、出水水质稳定的优势；并且本发明将处理装置与储能装置进行结合，在实际使用中具备处理能耗低的优势，环保性能更佳；且本发明采用预处理、超声氧化处理、电絮凝处理的方式，抗冲击负荷能力强，适合大量推广。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明第一处理单元的结构示意图；
图3是本发明栅网组件的爆炸图；
图4是本发明实施例1第二处理单元的结构示意图；
图5是本发明实施例1分割腔罩组件的内部结构示意图；
图6是本发明实施例1第三处理模块的结构示意图；
图7是本发明实施例2分割腔罩组件的内部结构示意图；
图8是本发明实施例2第三处理模块的结构示意图；
图9是本发明实施例2第二搅拌组件的结构示意图；
其中，1-第一壳体模块、11-处理壳本体、12-分割板、120-通孔、2-第一处理模块、21-栅网组件、211-导流管、212-安装支板、213-栅网、2131-弧形网、2132-圆形网、214-滤槽组件、22-吸附组件、221-放置网槽、23-集废漏斗、3-第二壳体模块、301-处理腔、302-储能腔、303-氧化腔、304-电解腔、31-设备壳体、311-壳体本体、312-壳体保护罩、32-分割底座、3201-排渣槽、3202-放置槽、321-环形座、322-锥形座、33-分割腔罩组件、331-下段环形管、332-中段环形管、333-上段环形管、334-分割管、335-第一搅拌组件、4-第二处理模块、5-第三处理模块、501-反应腔、502-安装腔、51-电解腔壳、510-通槽、52-传动轴、53-第一安装架、54-第二安装架、55-气浮组件、551-气浮盘组、5511-分割板、5512-导流槽、552-空气释放器、56-第二搅拌组件、561-安装轴承、562-搅拌架、563-搅拌桨、6-能量模块、61-动能模块、610-输出轴、62-储能模块、621-真空腔体壳、622-磁力线圈、623-磁性轴承、624-飞轮组件。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，包括依次连接的第一处理单元、第二处理单元；第一处理单元包括第一壳体模块1，安装在第一壳体模块1内部且用于对高盐难降解有机废水进行预处理的第一处理模块2；第一壳体模块1包括处理壳本体11，以及安装在处理壳本体11内部且表面设置有通孔120的分割板12；
第一处理模块2包括设置在处理壳本体11内部用于对高盐难降解有机废水进行过滤预处理的栅网组件21，以及设置在处理壳本体11内部用于对过滤预处理后的高盐难降解有机废水进行吸附处理的吸附组件22；
栅网组件21包括安装在分割板12下端且与通孔120连接的导流管211，多个均匀周向安装在导流管211外侧壁上的安装支板212，安装在安装支板212上的栅网213，以及安装在导流管211外侧壁且与导流管211连通的滤槽组件214；
吸附组件22包括安装在处理壳本体11内部且位于分割板12上方的放置网槽221，以及放置在放置网槽221内部的吸附物；处理壳本体11内部设置有用于辅助排放固态废料的集废漏斗23；栅网213包括安装在相邻两个安装支板212上的弧形网2131，以及安装在安装支板212下端的圆形网2132；其中，吸附物具体采用市售活性炭；放置网槽221将凹槽状结构，且凹槽内放置有泵体组件，泵体组件输出端与第二处理单元连接；
第二处理单元包括第二壳体模块3，安装在第二壳体模块3内部用于对预处理后的高盐难降解有机废水进行氧化处理的第二处理模块4，安装在第二壳体模块3内部用于对预处理后的高盐难降解有机废水进行电絮凝处理的第三处理模块5，以及安装在第二壳体模块3内部用于进行储能的能量模块6；
第二壳体模块3包括内部设置有空腔的设备壳体31，安装在设备壳体31内部且将空腔从上至下依次分割成处理腔301、储能腔302的分割底座32，安装在分割底座32上且将处理腔301由外至内分割成氧化腔303、电解腔304的分割腔罩组件33；
设备壳体31包括壳体本体311，以及套设在壳体本体311外侧且与壳体本体311形成设备腔的壳体保护罩312；
分割底座32包括上表面设置有排渣槽3201、放置槽3202且安装在壳体本体311内部的环形座321，以及设置在环状座321上且端口贯穿放置槽3202的锥形座322；放置槽3202位于环形座321轴心处，排渣槽3201位于环形座321最外侧；利用排渣槽3201将处理高盐难降解有机废水所得固态有机质排出后进行回收；
分割腔罩组件33包括安装在锥形座322上的下段环形管331，外侧壁下端与下段环形管331内侧壁上端通过滑块、滑槽活动连接的中段环形管332，内侧壁下端与中段环形管332外侧壁上端通过滑块、滑槽活动连接的上段环形管333，以及设置在锥形座322上且位于下段环形管331、中段环形管332、上段环形管333内侧的分割管334；中段环形管332外部侧壁上设置有第一搅拌组件335；上段环形管333上端设置有封盖；下段环形管331与中段环形管332连接处、上段环形管333与中段环形管332连接处均形成供废水通过的流通通道；
第二处理模块4包括安装在设备腔内部且用于对空腔进行超声处理的超声波发生器，以及安装在设备腔内部且用于对空腔提供臭氧的臭氧发生器；
第三处理模块5安装在锥形座322上且位于分割管334内部；第三处理模块5有6个，6个第三处理模块5均匀周向设置在锥形座322上且位于分割管334内部；各个第三处理模块5均包括侧壁上设置有通槽510的电解腔壳51，活动设置在电解腔壳51轴心处的传动轴52，设置在电解腔壳51内部且用于安装阳极组件的第一安装架53，设置在传动轴52上且位于第一安装架53内部用于安装阴极组件的第二安装架54，设置在电解腔壳51内部且位于第二安装架54下方的气浮组件55；传动轴52下端贯穿电解腔壳51且与输出轴610通过传动齿轮箱连接；第一安装架53横截面为环状结构，阳极组件包括多个均匀周向间隔设置在第一安装架53内侧壁上的阳极板；阴极组件包括多个均匀周向间隔设置在第二安装架54上的阴极板；其中，阳极板材质为铁，阴极板材质为铜；
气浮组件55包括设置在电解腔壳51内部且将电解腔壳51内部内部从上至下分割成反应腔501、安装腔502的气浮盘组551，以及为气浮盘组551提供气源且安装在安装腔502内部的空气释放器552；气浮盘组551包括安装在电解腔壳51内壁上的分割板5511，以及设置在分割板5511上且结构为漏斗状的导流槽5512；导流槽5512与空气释放器552连接；
能量模块6包括动能模块61、储能模块62；动能模块61包括驱动电机，以及与驱动电机输出端连接且贯穿壳体本体311、封盖、锥形座322的输出轴610；中段环形管332内壁通过连接杆3321与输出轴610连接；储能模块62包括设置在储能腔302内部的真空腔体壳621，设置在真空腔体壳621内部的磁力线圈622，设置在真空腔体壳621内部且贯穿磁力线圈622内部的磁性轴承623，以及设置在磁性轴承623上的飞轮组件624；磁性轴承623通过滚珠轴承与输出轴610连接；飞轮组件624包括电机转子，以及设置在电机转子上的飞轮本体。
需要说明的是：本实施例还包括PLC控制系统以及电源系统，该特征均属于本领域常规技术特征，再次不进行赘述；且本实施例提出的超声波发生器、臭氧发生器、空气释放器552均采用市售产品。
实施例2
与实施例1不同的是：传动轴52上端贯穿电解腔壳51，传动轴52上端设置有第二搅拌组件56；第二搅拌组件56包括安装在传动轴52上的安装轴承561，安装在安装轴承561上的搅拌架562，以及安装在搅拌架562上的搅拌桨563。
应用例
利用实施例1的装置对某化工园区废水进行处理，处理数据采集时间为60d；废水污染物主要以有机化合物和高分子化合物为主，原废水水质如表1所示；
表1：原废水水质成分
处理后的废水水质如表2所示；
表2：处理后的废水水质成分
其中，每吨废水电氧化电耗0.3～0.35KWh/m3；
结论：通过表2与表1的数据对比可见，本发明的装置能够对高盐难降解有机废水进行有效地处理，且能够实现对所得固态有机质进行回收，具备处理效果好、出水水质稳定的优势；且装置处理废水运行时耗能较低，环保性能更佳。
Claims (10)
1.一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，包括依次连接的第一处理单元、第二处理单元；所述第一处理单元包括第一壳体模块(1)，安装在所述第一壳体模块(1)内部且用于对高盐难降解有机废水进行预处理的第一处理模块(2)；
其特征在于，所述第二处理单元包括第二壳体模块(3)，安装在所述第二壳体模块(3)内部用于对预处理后的高盐难降解有机废水进行氧化处理的第二处理模块(4)，安装在所述第二壳体模块(3)内部用于对预处理后的高盐难降解有机废水进行电絮凝处理的第三处理模块(5)，以及安装在所述第二壳体模块(3)内部用于进行储能的能量模块(6)；
所述第二壳体模块(3)包括内部设置有空腔的设备壳体(31)，安装在所述设备壳体(31)内部且将所述空腔从上至下依次分割成处理腔(301)、储能腔(302)的分割底座(32)，安装在所述分割底座(32)上且将所述处理腔(301)由外至内分割成氧化腔(303)、电解腔(304)的分割腔罩组件(33)；
所述设备壳体(31)包括壳体本体(311)，以及套设在所述壳体本体(311)外侧且与所述壳体本体(311)形成设备腔的壳体保护罩(312)；
所述分割底座(32)包括上表面设置有排渣槽(3201)、放置槽(3202)且安装在所述壳体本体(311)内部的环形座(321)，以及设置在所述环状座(321)上且端口贯穿所述放置槽(3202)的锥形座(322)；所述放置槽(3202)位于环形座(321)轴心处，所述排渣槽(3201)位于环形座(321)最外侧；
所述分割腔罩组件(33)包括安装在所述锥形座(322)上的下段环形管(331)，外侧壁下端与所述下段环形管(331)内侧壁上端通过滑块、滑槽活动连接的中段环形管(332)，内侧壁下端与所述中段环形管(332)外侧壁上端通过滑块、滑槽活动连接的上段环形管(333)，以及设置在所述锥形座(322)上且位于所述下段环形管(331)、中段环形管(332)、上段环形管(333)内侧的分割管(334)；所述中段环形管(332)外部侧壁上设置有第一搅拌组件(335)；所述上段环形管(333)上端设置有封盖；所述下段环形管(331)与所述中段环形管(332)连接处、所述上段环形管(333)与中段环形管(332)连接处均形成供废水通过的流通通道；
所述第二处理模块(4)包括安装在所述设备腔内部且用于对所述空腔进行超声处理的超声波发生器，以及安装在所述设备腔内部且用于对所述空腔提供臭氧的臭氧发生器；
所述第三处理模块(5)安装在所述锥形座(322)上且位于所述分割管(334)内部；
所述能量模块(6)包括动能模块(61)、储能模块(62)；所述动能模块(61)包括驱动电机，以及与所述驱动电机输出端连接且贯穿所述壳体本体(311)、封盖、锥形座(322)的输出轴(610)；所述中段环形管(332)内壁通过连接杆(3321)与所述输出轴(610)连接；所述储能模块(62)包括设置在所述储能腔(302)内部的真空腔体壳(621)，设置在所述真空腔体壳(621)内部的磁力线圈(622)，设置在所述真空腔体壳(621)内部且贯穿所述磁力线圈(622)内部的磁性轴承(623)，以及设置在所述磁性轴承(623)上的飞轮组件(624)；所述磁性轴承(623)通过滚珠轴承与所述输出轴(610)连接；所述飞轮组件(624)包括电机转子，以及设置在所述电机转子上的飞轮本体。
2.根据权利要求1所述的一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，其特征在于，所述第一壳体模块(1)包括处理壳本体(11)，以及安装在所述处理壳本体(11)内部且表面设置有通孔(120)的分割板(12)；
所述第一处理模块(2)包括设置在所述处理壳本体(11)内部用于对高盐难降解有机废水进行过滤预处理的栅网组件(21)，以及设置在处理壳本体(11)内部用于对过滤预处理后的高盐难降解有机废水进行吸附处理的吸附组件(22)；
所述栅网组件(21)包括安装在所述分割板(12)下端且与所述通孔(120)连接的导流管(211)，多个均匀周向安装在所述导流管(211)外侧壁上的安装支板(212)，安装在所述安装支板(212)上的栅网(213)，以及安装在所述导流管(211)外侧壁且与所述导流管(211)连通的滤槽组件(214)；
所述吸附组件(22)包括安装在所述处理壳本体(11)内部且位于所述分割板(12)上方的放置网槽(221)，以及放置在所述放置网槽(221)内部的吸附物。
3.根据权利要求2所述的一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，其特征在于，所述处理壳本体(11)内部设置有用于辅助排放固态废料的集废漏斗(23)；所述栅网(213)包括安装在相邻两个所述安装支板(212)上的弧形网(2131)，以及安装在所述安装支板(212)下端的圆形网(2132)。
4.根据权利要求1所述的一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，其特征在于，所述第三处理模块(5)有多个，多个所述第三处理模块(5)均匀周向设置在所述锥形座(322)上且位于所述分割管(334)内部。
5.根据权利要求4所述的一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，其特征在于，各个所述第三处理模块(5)均包括侧壁上设置有通槽(510)的电解腔壳(51)，活动设置在所述电解腔壳(51)轴心处的传动轴(52)，设置在所述电解腔壳(51)内部且用于安装阳极组件的第一安装架(53)，设置在所述传动轴(52)上且位于所述第一安装架(53)内部用于安装阴极组件的第二安装架(54)，设置在所述电解腔壳(51)内部且位于所述第二安装架(54)下方的气浮组件(55)；所述传动轴(52)下端贯穿所述电解腔壳(51)且与所述输出轴(610)通过传动齿轮箱连接。
6.根据权利要求5所述的一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，其特征在于，所述第一安装架(53)横截面为环状结构，所述阳极组件包括多个均匀周向间隔设置在所述第一安装架(53)内侧壁上的阳极板；所述阴极组件包括多个均匀周向间隔设置在所述第二安装架(54)上的阴极板。
7.根据权利要求5所述的一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，其特征在于，所述气浮组件(55)包括设置在所述电解腔壳(51)内部且将所述电解腔壳(51)内部内部从上至下分割成反应腔(501)、安装腔(502)的气浮盘组(551)，以及为所述气浮盘组(551)提供气源且安装在所述安装腔(502)内部的空气释放器(552)；所述气浮盘组(551)包括安装在所述电解腔壳(51)内壁上的分割板(5511)，以及设置在所述分割板(5511)上且结构为漏斗状的导流槽(5512)；所述导流槽(5512)与空气释放器(552)连接。
8.根据权利要求5所述的一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，其特征在于，所述传动轴(52)上端贯穿所述电解腔壳(51)，传动轴(52)上端设置有第二搅拌组件(56)。
9.根据权利要求8所述的一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，其特征在于，所述第二搅拌组件(56)包括安装在所述传动轴(52)上的安装轴承(561)，安装在所述安装轴承(561)上的搅拌架(562)，以及安装在所述搅拌架(562)上的搅拌桨(563)。
10.根据权利要求8所述的一种从高盐难降解有机废水中回收有机物及同步储能装置，其特征在于，第二搅拌组件(56)包括安装在所述传动轴(52)上的安装轴承(561)，安装在所述安装轴承(561)上的搅拌架(562)，以及安装在所述搅拌架(562)上的搅拌桨(563)。
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