CN207210139U - 一种焦化废水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于水处理领域，尤其涉及一种焦化废水处理系统。本实用新型提供的处理系统包括：混凝沉淀池；与所述混凝沉淀池的上清液出口相连的多介质过滤器；与所述多介质过滤器的出水口相连的强酸阳树脂床；与所述强酸阳树脂床的出水口相连的耐碱纳滤装置。在本实用新型提供的系统中，在纳滤之前设置了强酸阳树脂床，大幅降低了待纳滤废水中的钙、镁等高价阳离子浓度，从而延缓了系统运行时纳滤膜元件的结垢；同时由于本实用新型采用的纳滤装置为耐碱纳滤装置，可在高碱工况下运行，而在高碱工况下废水中有机物不易黏附在纳滤膜表面，从而降低了系统运行时纳滤膜元件的有机污染。因此，本实用新型提供的处理系统可高效、稳定运行。
Description
技术领域
本实用新型属于水处理领域，尤其涉及一种焦化废水处理系统。
背景技术
焦化废水是焦化厂在炼焦、煤气净化及化工产品回收过程中产生的，其组成复杂，主要来源主要有三：一是剩余氨水，它是煤干馏及煤气冷却过程中产生的废水，其数量占全部废水量的1/2以上；二是煤气净化过程中产生的废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；三是焦油、粗苯等化工产品精制过程中及其他场合(如煤气水封、冲洗地面、清洗油品槽、罐、车等)产生的废水。
由于焦化废水中组分多且复杂，含有大量的芳香类高浓度难降解的有机污染物和硫、氮、磷等无机盐污染物，这些污染物的浓度和色度较高、毒性极大，不仅严重污染环境，还对人类健康和动植物生长造成巨大危害，因此其在排放或回收利用之前必须要进行净化处理。
GE公司曾提出过一种焦化废水净化处理的解决方案，在该方案中，焦化废水依次经过除油、气浮、生化、混凝沉淀、多介质过滤、超滤、纳滤和反渗透处理后，得到水质较高的出水。但在该方案中，纳滤膜易出现结垢和有机污染的问题，导致整个废水处理系统难以高效、稳定的运行。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种焦化废水处理系统，本实用新型提供的处理系统在运行时纳滤膜不易出现的结垢和有机污染的问题，系统可高效、稳定运行。
本实用新型提供了一种焦化废水处理系统，包括：
混凝沉淀池；
与所述混凝沉淀池的上清液出口相连的多介质过滤器；
与所述多介质过滤器的出水口相连的强酸阳树脂床；
与所述强酸阳树脂床的出水口相连的耐碱纳滤装置。
优选的，还包括：炼焦氨水循环槽；
所述炼焦氨水循环槽的纳滤浓水进水口与所述耐碱纳滤装置的浓水出水口相连。
优选的，还包括：纳滤浓水池；
所述纳滤浓水池设置在耐碱纳滤装置与炼焦氨水循环槽之间，纳滤浓水池的进水口与耐碱纳滤装置的浓水出水口相连，纳滤浓水池的出水口与炼焦氨水循环槽的纳滤浓水进水口相连。
优选的，还包括：反渗透装置；
所述反渗透装置的进水口与所述耐碱纳滤装置的淡水出水口相连。
优选的，还包括：纳滤产水池；
所述纳滤产水池设置在耐碱纳滤装置与反渗透装置之间，纳滤产水池的进水口与耐碱纳滤装置的淡水出水口相连，纳滤产水池的出水口与反渗透装置的进水口相连。
优选的，还包括：中间水池；
所述中间水池设置在强酸阳树脂床与耐碱纳滤装置之间，中间水池的进水口与强酸阳树脂床的出水口相连，中间水池的出水口与强碱纳滤装置的进水口相连。
优选的，还包括：清水池；
所述清水池设置在混凝沉淀池与多介质过滤器之间，清水池的进水口与混凝沉淀池的上清液出口相连，清水池的出水口与多介质过滤器的进水口相连。
优选的，还包括：溶气气浮池；
所述溶气气浮池的出水口与混凝沉淀池的进水口相连。
优选的，还包括：隔油沉淀池；
所述隔油沉淀池的出水口与溶气气浮池的进水口相连。
优选的，所述耐碱纳滤装置的膜元件为AMS NanoProTM系列纳滤膜。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种焦化废水处理系统。本实用新型提供的处理系统包括：混凝沉淀池；与所述混凝沉淀池的上清液出口相连的多介质过滤器；与所述多介质过滤器的出水口相连的强酸阳树脂床；与所述强酸阳树脂床的出水口相连的耐碱纳滤装置。在本实用新型中，焦化废水经过常规预处理后，首先在混凝沉淀池中沉淀分离去除废水中的残留油分和悬浮物，之后在多介质过滤器中截留废水中残留的颗粒物杂质，接着经强酸阳树脂床除去废水中的钙、镁等高价阳离子，最后在耐碱纳滤装置中除去废水中的大部分COD。在本实用新型提供的系统中，在纳滤之前设置了强酸阳树脂床，大幅降低了待纳滤废水中的钙、镁等高价阳离子浓度，从而延缓了系统运行时纳滤膜元件的结垢；同时由于本实用新型采用的纳滤装置为耐碱纳滤装置，可在高碱工况下运行，而在高碱工况下废水中有机物不易黏附在纳滤膜表面，从而降低了系统运行时纳滤膜元件的有机污染。因此，本实用新型提供的处理系统可高效、稳定运行。此外，在本实用新型提供的优选技术方案中，将纳滤装置的浓水出水口与炼焦氨水循环槽相连，纳滤浓水可经炼焦氨水循环槽最终与高温煤气接触，在高温下，纳滤浓水中的一部分有机物可碳化为煤气的一部分，另一部分有机物成为氨水焦油混合物。本实用新型提供的上述优选技术方案一方面可以实现纳滤浓水的资源化利用；另一方面也避免了采用传统纳滤浓水回流工艺所导致的处理系统内部难降解有机物不断富集，废水处理效率下降的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的焦化废水处理系统流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供了一种焦化废水处理系统，包括：
混凝沉淀池；
与所述混凝沉淀池的上清液出口相连的多介质过滤器；
与所述多介质过滤器的出水口相连的强酸阳树脂床；
与所述强酸阳树脂床的出水口相连的耐碱纳滤装置。
参见图1，图1是本实用新型实施例提供的焦化废水处理系统流程图。图1中，1为混凝沉淀池，2为清水池，3为清水泵，4为多介质过滤器，5为强酸阳树脂床，6为中间水池，7为纳滤给水泵，8为第一精密过滤器，9为纳滤高压泵，10为耐碱纳滤装置，11为纳滤浓水池，12为纳滤浓水泵，13为纳滤产水池，14为反渗透给水泵，15为第二精密过滤器，16为反渗透高压泵，17为反渗透装置，18为混凝剂加药装置，19为助凝剂加药装置，20为阻垢剂加药装置，21为还原剂加药装置，22为酸加药装置。
本实用新型提供的处理系统包括混凝沉淀池1、多介质过滤器4、强酸阳树脂床5和耐碱纳滤装置10。其中，混凝沉淀池1用于对于废水进行混凝沉淀，其上设置有进水口、上清液出口、混凝剂加药口和助凝剂加药口。在本实用新型提供的一个实施例中，所述处理系统还包括混凝剂加药装置18，混凝剂加药装置18与混凝沉淀池1的混凝剂加药口相连，用于将混凝剂加装到混凝沉淀池1中。在本实用新型提供的一个实施例中，所述处理系统还包括助凝剂加药装置19，助凝剂加药装置19与混凝沉淀池1的助凝剂加药口相连，用于将助凝剂加装到混凝沉淀池1中。
在本实用新型中，多介质过滤器4与混凝沉淀池1的上清液出口相连，用于截留混凝沉淀池上清液中残留的颗粒物杂质，其上设置有进水口和出水口，内腔填装有多种过滤介质。在本实用新型提供的一个实施例中，多介质过滤器4内腔填装的过滤介质包括无烟煤颗粒和石英砂颗粒，所述无烟煤颗粒的粒径优选为0.8～1.2mm，所述石英砂颗粒的粒径优选为0.6～0.8mm。在本实用新型提供的一个实施例中，多介质过滤器4内腔填装的过滤介质包括无烟煤颗粒层和石英砂颗粒层，所述无烟煤颗粒层的高度优选为200～600mm，具体可为400mm；所述石英砂颗粒层的高度优选为200～600mm，具体可为400mm。在本实用新型提供的一个实施例中，多介质过滤器4的进水口设置在顶端，出水口设置在底端，废水依次流经无烟煤颗粒层和石英砂颗粒层。
在本实用新型提供的一个实施例中，混凝沉淀池1与多介质过滤器4之间还设置有清水池2，用于对混凝沉淀池1排出的上清液进行缓存，其上设置有进水口和出水口，清水池2的进水口与混凝沉淀池1的上清液出口相连，清水池2的出水口与多介质过滤器4的进水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，清水池2与多介质过滤器4的连接管路上还设置有清水泵3，用于将清水池中的水泵送入多介质过滤器4。
在本实用新型中，强酸阳树脂床5与多介质过滤器4的出水口相连，用于去除废水中的钙、镁等高价阳离子，其上设置有进水口和出水口，内腔填装有强酸树脂。在本实用新型提供的一个实施例中，所述强酸树脂为罗门哈斯提供的Amberlite 200C Na大孔强酸树脂，该树脂能够有很好的机械强度和溶胀特性，不易破碎，且该树脂最高耐受温度可达120℃，因此可以工作在较高温度，且可以耐受高温、碱性清洗条件。在本实用新型提供的一个实施例中，所述强酸树脂在强酸阳树脂床5内腔的填装高度优选为600～1000mm，具体可为800mm。
在本实用新型中，耐碱纳滤装置10与强酸阳树脂床5的出水口相连，用于除去废水中的COD，其上设置有进水口、浓水出水口和淡水出水口，内腔装配有耐碱纳滤膜元件。在本实用新型提供的一个实施例中，所述耐碱纳滤膜元件为AMS NanoProTM系列纳滤膜，具体可采用型号为B-4022-8040-31P/S的纳滤膜。在本实用新型中，耐碱纳滤装置10可强碱性条件下运行和清洗，强碱条件下有机物不容易粘附在纳滤膜表面，因此耐碱纳滤装置10在强碱条件下运行时的有机污染程度较弱，在强碱条件下清洗时的清洗难度较低。
在本实用新型提供的一个实施例中，耐碱纳滤装置10与强酸阳树脂床5之间设置中间水池6，用于对待纳滤的废水进行缓存，其上设置有进水口和出水口，中间水池6的进水口与强酸阳树脂床5的出水口相连，中间水池6的出水口与强碱纳滤装置10的进水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，耐碱纳滤装置10与中间水池6之间设置有第一精密过滤器8，用于对待纳滤废水进行过滤，保护耐碱纳滤装置10，其上设置有进水口和出水口，第一精密过滤器8的进水口与中间水池6的出水口相连，第一精密过滤器8的出水口与耐碱纳滤装置10的进水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，第一精密过滤器8采用钛合金烧结滤芯，第一精密过滤器8的过滤精度优选为5μm。在本实用新型提供的一个实施例中，中间水池6与第一精密过滤器8的连接管路上还设置有纳滤给水泵7，用于将中间水池6中的水泵送入第一精密过滤器8。在本实用新型提供的一个实施例中，中间水池6与第一精密过滤器8的连接管路上还设置有阻垢剂加药口；在本实用新型提供的一个设置有阻垢剂加药口的实施例中，所述处理系统还包括阻垢剂加药装置20，阻垢剂加药装置20与阻垢剂加药口相连，用于将阻垢剂加装到待精密过滤的废水中。在本实用新型提供的一个实施例中，中间水池6与第一精密过滤器8的连接管路上还设置有还原剂加药口；在本实用新型提供的一个设置有还原剂加药口的实施例中，所述处理系统还包括还原剂加药装置21，还原剂加药装置21与还原剂加药口相连，用于将还原剂加装到待精密过滤的废水中。在本实用新型提供的一个实施例中，第一精密过滤器8与耐碱纳滤装置10的连接管路上还设置有纳滤高压泵9，用于将待纳滤的废水高压泵送入耐碱纳滤装置10。
在本实用新型提供的一个实施例中，所述处理系统还包括炼焦氨水循环槽，其上设置有纳滤浓水进水口，炼焦氨水循环槽的纳滤浓水进水口与耐碱纳滤装置10的浓水出水口相连。本实用新型的这种设计可使纳滤浓水经炼焦氨水循环槽最终与高温煤气接触，纳滤浓水在高温下可转变为煤气和氨水焦油混合物，从而实现纳滤浓水的资源化利用。在本实用新型提供的一个实施例中，耐碱纳滤装置10与炼焦氨水循环槽之间还设置有纳滤浓水池11，用于对纳滤浓水进行缓存，其上设置有进水口和出水口，纳滤浓水池11的进水口与耐碱纳滤装置10的浓水出水口相连，纳滤浓水池11的出水口与炼焦氨水循环槽的纳滤浓水进水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，纳滤浓水池11与炼焦氨水循环槽的连接管路上还设置有纳滤浓水泵12，用于将纳滤浓水泵送入炼焦氨水循环槽。
在本实用新型提供的一个实施例中，所述处理系统还包括反渗透装置17，其上设置有进水口、浓水出水口和淡水出水口，反渗透装置17的进水口与耐碱纳滤装置10的淡水出水口相连，用于对纳滤淡水进行处理，进一步提高所述处理系统的出水水质。在本实用新型提供的一个实施例中，反渗透装置17的淡水出水口与反渗透淡水外送相连接。在本实用新型提供的一个实施例中，反渗透装置17的浓水出水口分别与反渗透浓水外送管路和反渗透浓水回流管路相连接，反渗透浓水回流管路的另一端与中间水池6相连。
在本实用新型提供的一个实施例中，所述纳滤装置10与反渗透装置17之间还设置有纳滤产水池13，用于对纳滤淡水进行缓存，其上设置有进水口和出水口，纳滤产水池13的进水口与耐碱纳滤装置10的淡水出水口相连，纳滤产水池13的出水口与反渗透装置17的进水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，纳滤产水池13上还设置有酸加药口，酸通过加药口加入到纳滤产水池13中，用于调节纳滤淡水的pH值。在本实用新型提供的一个设置有酸加药口的实施例中，所述处理系统还包括酸加药装置22，酸加药装置22与酸加药口相连，用于将酸加装到纳滤产水池13中。在本实用新型提供的一个实施例中，反渗透装置17与纳滤产水池13之间设置有第二精密过滤器15，用于对待反渗透废水进行过滤，反渗透装置17，其上设置有进水口和出水口，第二精密过滤器15的进水口与纳滤产水池13的出水口相连，第二精密过滤器15的出水口与反渗透装置17的进水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，纳滤产水池13与第二精密过滤器15的连接管路上还设置有反渗透给水泵14，用于将纳滤产水池13中的水泵送入第二精密过滤器15。在本实用新型提供的一个实施例中，第二精密过滤器15与反渗透装置17的连接管路上还设置有反渗透高压泵16，用于将待反渗透的废水高压泵送入反渗透装置17。
在本实用新型提供的一个实施例中，所述处理系统还包括设置在混凝沉淀池1上游的溶气气浮池，所述溶气气浮池的出水口与混凝沉淀池1的进水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，所述处理系统还包括设置在溶气气浮池上游的隔油沉淀池，所述隔油沉淀池的出水口与溶气气浮池的进水口相连。在本实用新型中，隔油沉淀池和溶气气浮池可利用油与水的密度差除去焦化废水中的重质油和轻质油。
在本实用新型中，焦化废水经过常规预处理后，首先在混凝沉淀池中沉淀分离去除废水中的残留油分和悬浮物，之后在多介质过滤器中截留废水中残留的颗粒物杂质，接着经强酸阳树脂床除去废水中的钙、镁等高价阳离子，最后在耐碱纳滤装置中除去废水中的大部分COD。在本实用新型提供的系统中，在纳滤之前设置了强酸阳树脂床，大幅降低了待纳滤废水中的钙、镁等高价阳离子浓度，从而延缓了系统运行时纳滤膜元件的结垢；同时由于本实用新型采用的纳滤装置为耐碱纳滤装置，可在高碱工况下运行，而在高碱工况下废水中有机物不易黏附在纳滤膜表面，从而降低了系统运行时纳滤膜元件的有机污染。因此，本实用新型提供的处理系统可长期高效、稳定运行。
在本实用新型提供的优选技术方案中，将纳滤装置的浓水出水口与炼焦氨水循环槽相连，纳滤浓水可经炼焦氨水循环槽最终与高温煤气接触，在高温下，纳滤浓水中的一部分有机物可碳化为煤气的一部分，另一部分有机物成为氨水焦油混合物。本实用新型提供的上述优选技术方案一方面可以实现纳滤浓水的资源化利用；另一方面也避免了采用传统纳滤浓水回流工艺所导致的处理系统内部难降解有机物不断富集，废水处理效率下降的问题。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
焦化废水处理系统
本实施例提供的焦化废水处理系统包括混凝沉淀池、清水泵、多介质过滤器、强酸树脂床、中间水池、纳滤给水泵、第一精密过滤器、纳滤高压泵、耐碱纳滤装置和纳滤产水池，其中：
混凝沉淀池的容积为5m3，其上设置有进水口、混凝剂加药口、助凝剂加药口和上清液出口。
多介质过滤器顶部设置有进水口，底部设置有出水口，内腔填装有两层填料层，上层填料层为粒径为0.8～1.2mm的无烟煤、填料层高度400mm，下层填料层为粒径为0.6～0.8mm石英砂、填料层高度400mm；多介质过滤器的进水口与混凝沉淀池的上清液出口相连接，连接管路上设置有清水泵。
强酸树脂床顶部设置有进水口，底部设置有出水口，内腔填装有Amberlite200CNa大孔强酸树脂(罗门哈斯公司生产)，填装高度为800mm；强酸树脂床的进水口与多介质过滤器的出水口相连接。
中间水池上设置有进水口和出水口，进水口与强酸树脂床的出水口相连接。
第一精密过滤器上设置有进水口和出水口，滤芯为钛合金烧结滤芯，过滤精度为5μm；第一精密过滤器的进水口与中间水池的出水口相连接，连接管路上设置有纳滤给水泵。
耐碱纳滤装置上设置有进水口、淡水出水口和浓水出水口，内腔装配有一支型号为B-4022-8040-31P/S纳滤膜(AMS公司生产)；耐碱纳滤装置的进水口与第一精密过滤器的出水口相连接，连接管路上设置有纳滤高压泵。
纳滤产水池上设置有进水口和出水口，进水口与耐碱纳滤装置的淡水出水口相连接。
本实施例提供的处理系统工作过程如下：经常规预处理后的焦化废水依次流经混凝沉淀池、多介质过滤器、强酸树脂床、中间水池、第一精密过滤器和耐碱纳滤装置，获得纳滤淡水即为处理后焦化废水，该处理后焦化废水暂存在纳滤产水池中。
实施例2
在实施例1提供的处理系统中处理焦化废水，其中，混凝沉淀池进水水质为：COD为2000～2500mg/L，油含量为1～10mg/L，悬浮物含量<50mg/L，TDS<2000mg/L，硬度<300mg/L(以CaCO3计)，pH≤8。系统中各装置的运行条件控制如下：
混凝沉淀池的进水流量控制在3m3/h，絮凝剂PAC(聚氯化铝)投加量为50mg/L，助凝剂PAM(聚丙烯酰胺)投加量为1.0mg/L，水力停留时间控制在1.5h；对混凝沉淀池出水(上清液)进行检测，结果为：出水SS<20mg/L，COD去除率10～15％。
多介质过滤器的出水处理流量在2.5m3/h，滤速控制在5.7m/h；对多介质过滤器的出水进行检测，结果为：COD基本无变化，出水SS<0.5mg/L。
强酸树脂床的运行流速控制在12.7m/h；对强酸树脂床的出水进行检测，结果为：出水硬度5～10mg/L(以CaCO3计)，COD基本无变化。
耐碱纳滤装置的进水流量控制在0.75～1.0m3/h，进水水温控制在35℃，纳滤循环流量控制在9.0m3/h，纳滤进水压力≤6bar，纳滤产水量控制在0.40～0.70m3/h，纳滤回收率控制在54～71％；对纳滤出水(淡水)进行检测，结果为：出水COD 400～500mg/L。
废水处理系统稳定运行48小时后，纳滤出水的COD依然稳定在400～500mg/L，观察纳滤膜元件，无明显结垢和有机物粘附。这说明实施例1提供的焦化废水处理系统不易出现的结垢和有机污染的问题，系统可长期高效、稳定运行。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种焦化废水处理系统，包括：
混凝沉淀池；
与所述混凝沉淀池的上清液出口相连的多介质过滤器；
与所述多介质过滤器的出水口相连的强酸阳树脂床；
与所述强酸阳树脂床的出水口相连的耐碱纳滤装置。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，还包括：炼焦氨水循环槽；
所述炼焦氨水循环槽的纳滤浓水进水口与所述耐碱纳滤装置的浓水出水口相连。
3.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，还包括：纳滤浓水池；
所述纳滤浓水池设置在耐碱纳滤装置与炼焦氨水循环槽之间，纳滤浓水池的进水口与耐碱纳滤装置的浓水出水口相连，纳滤浓水池的出水口与炼焦氨水循环槽的纳滤浓水进水口相连。
4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，还包括：反渗透装置；
所述反渗透装置的进水口与所述耐碱纳滤装置的淡水出水口相连。
5.根据权利要求4所述的处理系统，其特征在于，还包括：纳滤产水池；
所述纳滤产水池设置在耐碱纳滤装置与反渗透装置之间，纳滤产水池的进水口与耐碱纳滤装置的淡水出水口相连，纳滤产水池的出水口与反渗透装置的进水口相连。
6.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，还包括：中间水池；
所述中间水池设置在强酸阳树脂床与耐碱纳滤装置之间，中间水池的进水口与强酸阳树脂床的出水口相连，中间水池的出水口与强碱纳滤装置的进水口相连。
7.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，还包括：清水池；
所述清水池设置在混凝沉淀池与多介质过滤器之间，清水池的进水口与混凝沉淀池的上清液出口相连，清水池的出水口与多介质过滤器的进水口相连。
8.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，还包括：溶气气浮池；
所述溶气气浮池的出水口与混凝沉淀池的进水口相连。
9.根据权利要求8所述的处理系统，其特征在于，还包括：隔油沉淀池；
所述隔油沉淀池的出水口与溶气气浮池的进水口相连。
10.根据权利要求1～9任一项所述的处理系统，其特征在于，所述耐碱纳滤装置的膜元件为AMS NanoProTM系列纳滤膜。
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| CN116655191A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-08-29 | 杭州永洁达净化科技有限公司 | 一种铝箔废酸的零排放回收方法及回收系统 |
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