KR200201856Y1 - Drum filter - Google Patents
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Abstract
본 고안은 드럼필터에 관한 것으로, 회전식 진공여과기, 드럼스크린, 디스크필터 등 종래에 상용화되어 있는 여과장치의 장점을 채택하고 단점을 보완한 드럼필터는 본체부, 유입부, 처리부, 구동부, 수위조절부, 고형물제거부, 역세부 및 배출부로 구성되어 있고, 폐수 중에 존재하는 조대입자부터 미세한 입자상 부유물질까지 제거가 가능하며, 또한 고액분리 시스템의 여재오염문제, 처리수 수질문제, 역세수 문제를 동시에 해결하면서 장치를 단순화하여 정수처리장, 폐수처리장의 침전조 또는 연속식 모래여과기를 대체할 수 있는 뛰어난 효과가 있으며, 제지공정의 펄프농축, 백수정화, 원료회수 등에 적용이 가능한 다목적 여과장치로 사용할 수 있는 특징이 있다.The present invention relates to a drum filter, which adopts the advantages of conventional filtration devices such as a rotary vacuum filter, a drum screen, a disk filter, and compensates for the disadvantages, the drum filter includes a main body part, an inlet part, a processing part, a driving part, and a water level control. Consists of the rich, solids remover, backwash, and discharge parts, which can remove coarse particles and fine particulate suspended solids present in the wastewater. At the same time, the device can be simplified and replaced with a sedimentation tank or a continuous sand filter in a water treatment plant, a wastewater treatment plant. There is a characteristic.
Description
본 고안은 드럼필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여재오염의 최소화, 처리수 수질의 안정화 및 역세수 최소화를 동시에 만족시키기 위한 본체부, 유입부, 처리부, 구동부, 수위조절부, 고형물제거부, 역세부 및 배출부로 구성되는 드럼필터에 관한 것이다.The present invention relates to a drum filter, more specifically, the main body, inlet, treatment, driving unit, level control unit, solids removal unit, to satisfy the minimum of filter contamination, stabilization of treated water quality and minimizing backwash water at the same time, The present invention relates to a drum filter comprising a backwash part and a discharge part.
종래의 고액분리 시스템으로는 드럼스크린, 진공여과기, 디스크필터, 연속식 모래여과기 등이 있다. 드럼스크린은 여재가 스테인레스로 구성되어 있으며, 여재의 표면이 거칠고 여재의 두께가 크기 때문에 여재오염의 문제가 있다. 또한, 여재오염의 문제를 극복하려면 여재의 기공크기를 작게 할 수 없으므로 처리수의 수질이 불안정해진다. 진공여과기는 여재의 오염문제와 처리수의 수질을 안정적으로 유지하기 위하여 여재표면을 코팅후 처리하는 것이 일반적이나, 코팅처리할 경우 운전비가 높아지고 역세수량이 증가하며, 부산물 발생의 문제가 있다. 진공압을 이용한 디스크필터는 주로 대규모 처리시설에 적용되는 설비로 진공여과기와 같은 문제점이 있다. 연속식 모래여과기는 처리수의 수질을 좋게 하기 위하여 입자가 작은 모래를 사용하거나 약품을 사용하여 응집처리할 경우 여재의 막힘현상이 발생하여 역세수의 양이 증가하게 된다.Conventional solid-liquid separation systems include drum screens, vacuum filters, disk filters, continuous sand filters, and the like. Drum screen is composed of stainless media, the surface of the media is rough and the thickness of the media has a problem of media contamination. In addition, in order to overcome the problem of media contamination, the pore size of the media cannot be reduced, resulting in unstable water quality. Vacuum filter is generally treated after coating the surface of the filter in order to maintain the contamination of the filter medium and the water quality of the treated water stably, but when the coating process, the operating cost increases, the backwashing water increases, there is a problem of the generation of by-products. Disc filter using a vacuum pressure is a facility mainly applied to large-scale processing facilities, there is a problem such as a vacuum filter. Continuous sand filter increases the amount of backwashing water due to blockage of media when coagulation treatment using small sand or chemicals to improve the water quality of treated water.
일반적인 고액분리 시스템에서 여재오염의 최소화, 처리수 수질 안정화 및 역세수 최소화는 동시에 고려해야 하는 과제이다. 그러나, 여재오염 문제를 해결하려 하면 처리수가 불안정하고 역세수의 양이 증가하게 되며, 처리수의 수질을 개선하려 하면 여재오염문제, 역세수의 증가 문제가 발생하게 된다.In general solid-liquid separation system, minimization of contaminant contamination, stabilization of treated water quality and minimization of backwash water are issues to be considered simultaneously. However, when trying to solve the filter contamination problem, the treated water is unstable and the amount of backwash water increases, and when the quality of the treated water is improved, the filter contamination problem and the increase of the backwash water occur.
따라서, 본 고안의 목적은 종래의 고액분리 시스템의 문제점을 해결하여 여재오염의 최소화, 처리수 수질의 안정화 및 역세수 최소화를 만족시키는 드럼필터를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the conventional solid-liquid separation system to provide a drum filter that satisfies minimization of filter contamination, stabilization of treated water quality, and minimizing backwash water.
도 1은 본 고안에 따른 드럼필터의 원리를 도시한 개념도,1 is a conceptual diagram showing the principle of the drum filter according to the present invention,
도 2는 본 고안의 드럼필터를 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a drum filter of the present invention,
도 3은 본 고안의 드럼필터를 도시한 측단면도이다.Figure 3 is a side cross-sectional view showing a drum filter of the present invention.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
1 : 탱크 2 : 유입수 배관1: tank 2: influent piping
3 : 유입부 수조 4 : 드럼3: inlet tank 4: drum
5 : 여과포 6 : 드럼구동축5: filter cloth 6: drum drive shaft
7 : 드럼회전모터 8 : 수문7: drum rotation motor 8: water gate
9 : 고형물 배출구 10 : 고형물제거용 호퍼9: solids outlet 10: solids removal hopper
11 : 역세공기노즐 12 : 역세펌프11: backwash air nozzle 12: backwash pump
13 : 고무패킹 14 : 처리수 배출구a13: rubber packing 14: treated water outlet a
15 : 처리수 배출구b 16 : 배수용 배출구15: treated water outlet b 16: drain outlet
17 : 공기배출구 18 : 역세수노즐17 air outlet 18 backwash nozzle
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 본체부, 유입부, 처리부, 구동부, 수위조절부, 고형물제거부, 역세부 및 배출부로 구성되는 드럼필터를 제공하며, 여재의 두께가 얇고 기공크기가 작은 다양한 고분자 재질의 여과포를 사용함으로써 여재의 장력을 증가시키고, 공기 및 처리된 여과수를 노즐에서 고압으로 분사시키는 연속적 역세방식을 채택함으로써 여재의 오염을 확실히 제거하고 역세수량을 감소시키며, 또한 처리방식을 수두차에 의한 자연여과방식 및 여과포 표면에 부착한 입자들이 새로운 막을 형성하여 여과포의 기공크기보다 훨씬 미세한 입자까지 제거가 가능한 여과방식을 채택함으로써 처리수의 수질 안정화를 달성하였다.In order to achieve the above object, the present invention provides a drum filter composed of a main body part, an inlet part, a processing part, a driving part, a water level control part, a solids removing part, a backwashing part, and a discharge part, and the thickness of the media is small and the pore size is small. The use of high-molecular filter cloth increases the tension of the filter media, and adopts a continuous backwash method that sprays air and treated filtrate from the nozzle at high pressure to ensure that the filter media is contaminated and the amount of backwash is reduced. The water quality stabilization of the treated water was achieved by adopting a filtration method in which the natural filtration method by tea and the particles attached to the surface of the filter cloth formed a new membrane to remove even finer particles than the pore size of the filter cloth.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 하지만 본 고안의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
도 1은 본 고안에 따른 드럼필터의 원리를 나타내는 개념도이다. 고형분을 포함한 원수는 드럼내부로 유입된다. 드럼내부로 유입된 원수중의 고형분은 여과포에 의하여 여과되고, 여과포를 통과한 처리수는 처리수라인을 따라 이송된다. 여과포에 걸러진 고형분은 드럼의 회전(0∼4 rpm)에 의하여 여과포 표면에 부착되면서 일종의 새로운 막을 형성하며, 이로 인하여 여과포 기공크기보다 훨씬 미세한 입자까지 제거가 가능하다. 드럼의 회전방향으로 여과포에 부착되는 고형물의 양은 증가하게 된다. 여과방식은 진공이나 압력과 같은 외부의 강제적인 힘에 의한 것이 아니라 여과포 내부와 외부의 수두차에 의한 자연여과이다. 여과포 표면에 부착된 고형물은 드럼회전시 탱크상부에 위치한 고압역세수 또는 고압공기에 의하여 드럼내부의 호퍼로 이동하여 농축수라인으로 이송된다. 사용되는 역세수는 처리된 여과수를 이용하여 순환시킨다.1 is a conceptual diagram showing the principle of the drum filter according to the present invention. Raw water, including solids, flows into the drum. Solid content in the raw water introduced into the drum is filtered by the filter cloth, and the treated water passing through the filter cloth is transferred along the treated water line. The solids filtered out by the filter cloth are attached to the surface of the filter cloth by the rotation of the drum (0 to 4 rpm) to form a kind of new membrane, thereby removing even finer particles than the filter cloth pore size. The amount of solids attached to the filter cloth in the direction of rotation of the drum is increased. The filtration method is natural filtration due to water head difference inside and outside the filter cloth, not due to external force such as vacuum or pressure. Solids attached to the surface of the filter cloth are transferred to the hopper inside the drum by high pressure backwash or high pressure air located on the tank when the drum rotates. The backwash water used is circulated with the treated filtrate.
도 2는 본 고안의 드럼필터를 도시한 단면도이며, 도 3은 측단면도이다. 본 고안의 드럼필터는 탱크(1)를 포함하는 본체부; 유입수 배관(2) 및 유입부 수조(3)를 포함하는 유입부; 드럼(4) 및 여과포(5)를 포함하는 처리부; 드럼구동축(6), 드럼회전모터(7) 및 고무패킹(13)을 포함하는 구동부; 수문(8)을 포함하는 수위조절부; 고형물 배출구(9) 및 고형물제거용 호퍼(10)를 포함하는 고형물제거부; 역세공기노즐(11), 역세수노즐(18) 및 역세펌프(12)를 포함하는 역세부 및; 처리수 배출구a(14), 처리수 배출구b(15), 배수용 배출구(16) 및 공기배출구(17)를 포함하는 배출부로 구성되어 있다.2 is a cross-sectional view showing a drum filter of the present invention, Figure 3 is a side cross-sectional view. The drum filter of the present invention includes a main body including a tank (1); An inlet including an inlet pipe 2 and an inlet tank 3; A processing unit including a drum 4 and a filter cloth 5; A drive unit including a drum drive shaft 6, a drum rotation motor 7, and a rubber packing 13; A water level control unit including a hydrologic gate 8; A solids removal part including a solids outlet 9 and a solids removal hopper 10; A backwashing part comprising a backwashing air nozzle 11, a backwashing nozzle 18 and a backwash pump 12; It consists of the discharge part which consists of the process water discharge port a 14, the process water discharge port b 15, the drain discharge port 16, and the air discharge port 17.
상기 탱크(1) 내부에는 원기둥 형태의 드럼(4)이 설치되어 있다. 상기 드럼(4)의 양쪽 끝단 원형부분 중 한쪽 끝단은 철판으로 막혀있으며, 다른 한쪽 끝단은 개공되어 있다. 상기 드럼(4)의 개공부는 유입부 수조(3)와 연결되어 있으며, 드럼(4)과 유입부 수조(3)는 탱크(1)내에서 밀폐된 상태로 있다. 상기 드럼(4)의 양쪽 끝단 원형부분은 철망으로 연결되어 있으며, 철판의 중심부에 드럼구동축(6)이 설치되어 있다. 상기 드럼(4)의 철망 둘레에는 장력이 크게 걸린 상태로 고분자 여과포(5)가 부착되어 있다. 상기 드럼(4) 내부에는 걸려진 고형물제거를 위한 깔대기 모양의 고형물제거용 호퍼(10) 및 고형물 배출구(9)가 설치되어 있다. 직팔면체 모양의 탱크(1) 양쪽 벽부위 안쪽에는 수문(8)이 설치되어 내부의 수위를 조절할 수 있다. 상기 탱크(1)의 양쪽 끝단부위 중 한쪽 끝단은 드럼구동축(6)이 연결되어 있으며, 탱크(1) 외부에 드럼회전모터(7)가 설치되어 있다. 상기 탱크(1)의 다른 한쪽 끝단은 직사각형의 일부 상부가 개공되어 있으며, 또한 드럼(4)의 개공부와 패킹으로 연결되어 있다. 상기 여과포(5)에 부착된 고형물을 제거하기 위한 역세공기노즐(11)과 역세수노즐(18)이 드럼(4) 상부와 탱크(1) 상단면 사이에 설치되어 있으며, 고압공기 및 고압역세수를 분사하기 위한 역세펌프(12)가 탱크(1) 외부에 설치되어 있다. 상기 탱크(1) 내의 물을 방출하기 위하여 배수용 배출구(16)가 탱크(1) 하단부에 설치되어 있으며, 탱크(1) 내의 공기를 배출하기 위한 공기배출구(17)가 탱크(1) 외부 상단에 설치되어 있다. 드럼구동축(6)과 탱크(1)와 연결된 부위에 누수를 방지하기 위하여 고무패킹(13)이 설치되어 있다.Inside the tank 1, a drum-shaped drum 4 is installed. One end of the circular portions at both ends of the drum 4 is blocked by an iron plate, and the other end is open. The opening of the drum 4 is connected to the inlet water tank 3, and the drum 4 and the inlet water tank 3 are sealed in the tank 1. Circular ends of both ends of the drum 4 are connected by a wire mesh, and a drum drive shaft 6 is installed at the center of the iron plate. The polymer filter cloth 5 is attached to the circumference of the drum 4 in a state where tension is largely applied. The drum 4 is provided with a funnel-shaped solids removal hopper 10 and a solids outlet 9 for removing the suspended solids. The water gate 8 is installed inside both walls of the rectangular parallelepiped tank 1 to adjust the water level inside. One end of both ends of the tank (1) is connected to the drum drive shaft (6), a drum rotary motor (7) is provided outside the tank (1). The other end of the tank 1 is partially open at the top of the rectangle, and is connected to the opening of the drum 4 by packing. A backwashing air nozzle 11 and a backwashing nozzle 18 for removing the solid matter attached to the filter cloth 5 are installed between the upper part of the drum 4 and the top surface of the tank 1, and the high pressure air and the high pressure area A backwash pump 12 for discharging the washing water is provided outside the tank 1. A drain outlet 16 is installed at the lower end of the tank 1 for discharging the water in the tank 1, and an air outlet 17 for discharging air in the tank 1 is at the outer top of the tank 1. Installed in A rubber packing 13 is installed to prevent leakage at a portion connected to the drum drive shaft 6 and the tank 1.
유입수 배관(2)을 통하여 유입수 수조(3)로 처리하고자 하는 고형분을 포함한 원수가 유입되어 드럼(4) 내부로 이동한다. 상기 드럼(4) 내부로 유입된 원수는 회전하는 드럼(4)에 부착된 여과포(5)를 통과하면서 탱크(1) 내부로 유입된다. 상기 탱크(1)와 드럼(4) 사이의 공간에 설치된 수위조절장치인 수문(8)에 의하여 드럼(4) 내부의 원수와 탱크(1) 내부의 여과수는 일정한 수위와 수두차를 유지하게 된다. 유입된 원수만큼 드럼(4)에 설치된 여과포(5)를 통하여 고형분은 여과되면서 여과액은 드럼(4) 외부와 탱크(1) 내부사이로 유로를 형성하며 수위조절 장치인 수문(8)를 통하여 탱크(1) 외부의 처리수 배출구(14, 15)로 배출된다. 상기 처리수 배출구a(14)로 배출되는 처리수는 드럼(4)의 회전방향에 따라 여과포(5)에 부착되는 고형물농도가 적은 드럼(4) 방향에 위치하기 때문에 처리수 배출구b(15)로 배출되는 처리수보다 잔존하는 고형물의 농도가 적은 편이다. 역세펌프(12)를 사용하여 공기 및 처리된 여과수를 드럼(4) 상부에 설치된 역세공기노즐(11) 및 역세수노즐(18)에서 고압으로 분사시킴으로써 고형물을 여과포(5)에서 분리시키며, 상기 고형물은 드럼(4) 내부에 설치된 고형물제거용 호퍼(10)에 축적되면서 고형물 배출구(9)를 통하여 외부로 배출된다.Raw water including the solids to be treated by the influent tank 3 through the influent pipe 2 is introduced into the drum 4. The raw water introduced into the drum 4 is introduced into the tank 1 while passing through the filter cloth 5 attached to the rotating drum 4. The raw water in the drum 4 and the filtered water in the tank 1 are maintained at a constant water level and water head by the water gate 8, which is a water level control device installed in the space between the tank 1 and the drum 4. . Solids are filtered through the filter cloth 5 installed in the drum 4 as much as the raw water is introduced, and the filtrate forms a flow path between the drum 4 and the tank 1, and the tank through the water gate 8, which is a level control device. (1) It is discharged to the external treated water outlets 14 and 15. The treated water discharged to the treated water outlet a 14 is located in the direction of the drum 4 having a small concentration of solids attached to the filter cloth 5 according to the rotational direction of the drum 4. The concentration of remaining solids is less than that of treated water discharged. The solids are separated from the filter cloth (5) by spraying the air and the treated filtrate using the backwash pump (12) at high pressure from the backwashing nozzle (11) and the backwashing nozzle (18) installed on the drum (4). The solids are discharged to the outside through the solids outlet 9 while being accumulated in the solids removal hopper 10 installed inside the drum 4.
고액분리 시스템 기술의 핵심은 여재의 오염없이 처리수의 수질를 안정적으로 계속 유지시키는 것이며, 여재의 오염을 제거하기 위한 역세수량을 최소화하는 것이다. 본 고안은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 여재의 두께가 얇은(100∼400 ㎛) 고분자 재질의 여과포를 사용하여 장력이 크게 걸린 상태로 드럼에 부착시킴으로써 고체입자들이 여과포에 오염되는 것을 차단하였다. 또한 드럼이 0∼4 rpm으로 회전하는 동시에 드럼 상부에서는 공기 및 처리된 여과수를 노즐에서 고압으로 분사시키는 연속적인 역세방식을 채택함으로써 여재의 오염을 확실하게 제거하였다. 역세수는 드럼내부의 고형물제거용 호퍼를 통하여 배출되는 방식을 채택하였고, 역세수량은 역세펌프에 설치된 타이머로 조절이 가능하게 하였으며, 주기적인 역세로 역세수량을 최소화하였다. 또한, 처리방식으로 드럼이 수면에 2/3 정도 잠긴 상태로 회전하면서 드럼내부와 외부의 수두차에 의하여 여과되는 자연여과방식, 여재의 기공크기가 작고 다양한 고분자 재질의 여과포 및 여과포 표면에 부착한 입자들이 새로운 막을 형성하여 여과포의 기공크기보다 훨씬 미세한 입자까지 제거가 가능한 여과방식을 선택함으로써 처리수의 수질안정화를 달성하였다.The key to solid-liquid separation system technology is to maintain a stable water quality without contaminating the media and to minimize the amount of backwash to remove the media. In order to solve the above problems, the present invention prevents the solid particles from being contaminated by the filter cloth by attaching it to the drum under a high tension by using a filter cloth made of a thin (100 to 400 μm) polymer material. In addition, the drum was rotated at 0 to 4 rpm while the top of the drum was continuously backwashed to spray air and treated filtrate at high pressure from the nozzle to reliably remove media contamination. The backwash water was discharged through the hopper for removing the solids inside the drum. The backwash water was controlled by a timer installed in the backwash pump, and the backwash water was minimized by periodic backwashing. In addition, as a treatment method, while the drum is rotated about 2/3 on the surface of water, it is a natural filtration method that is filtered by the head of the drum inside and outside, and the pore size of the filter media is small and attached to the surface of filter cloth and filter cloth of various polymer materials. Water quality stabilization of the treated water was achieved by selecting a filtration method in which the particles formed a new membrane to remove particles even finer than the pore size of the filter cloth.
본 고안에 따른 드럼필터를 사용하여 실제폐수를 처리한 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 폐수의 부유고형물제거율이 대부분 90%를 상회하는 우수한 처리효율을 나타내었다. 평균적인 부유고형물제거율은 85∼98%, 회수율은 85∼95%이었으며, 고농도의 폐수에도 적용가능하였다.As a result of treating the actual wastewater using the drum filter according to the present invention, as shown in Table 1, the floating solids removal rate of the wastewater showed an excellent treatment efficiency of more than 90%. The average suspended solids removal rate was 85 ~ 98%, recovery was 85 ~ 95%, and it was applicable to high concentration of wastewater.
본 고안에 따른 드럼필터는 10∼400 ㎛ 두께의 다양한 여과포를 사용할 수 있으므로 원수 및 요구수질에 따라 선택적 적용이 가능하며, 원수의 성상(온도, pH)에 따라 현장상황에 적합한 다양한 여과포재질 선정이 가능할뿐만 아니라, 특수하게 표면처리된 여과포 사용으로 처리수량 증가 및 역세효율을 향상시킬 수 있고, 컴퓨터에 의한 무인자동운전이 가능하며, 드럼회전속도, 수위자동조절 및 역세수노즐 자동세척장치 부착으로 운전 및 유지보수가 편리하다는 장점이 있다.Drum filter according to the present invention can use a variety of filter cloth of 10 ~ 400 ㎛ thickness can be selectively applied according to the raw water and the required water quality, it is possible to select a variety of filter cloth material suitable for the site situation according to the nature (temperature, pH) of the raw water Not only is it possible to increase the throughput and backwashing efficiency by using specially treated filter cloth, it is possible to operate the computer unattended automatically, and it is equipped with drum speed, water level automatic control and backwash nozzle automatic washing device. It has the advantage of convenient operation and maintenance.
이상 본 고안의 구성을 상세하게 설명한 바와 같이, 본 고안은 수두차에 의한 자연여과방식과 여과포 표면에 부착한 입자들이 새로운 막을 형성하여 여과포의 기공크기보다 훨씬 미세한 입자까지 제거가 가능한 여과방식을 채택함으로써 처리수의 수질을 안정시키는 효과가 있으며, 여과를 위하여 진공이나 가압을 전혀 사용하지 않으므로 에너지를 절감하는 뛰어난 효과가 있다. 또한, 여재의 두께가 얇은 고분자 재질의 여과포를 사용하여 장력이 큰 상태로 드럼에 부착하고, 공기 및 처리된 여과수를 노즐에서 고압으로 분사시키는 역세방식을 채택함으로써 여재의 오염을 확실하게 제거하는 효과가 있다. 또한, 역세펌프 전원에 타이머를 연결하여 주기적인 역세를 실시함으로써 역세수량을 최소화시키는 효과가 있으며, 장치를 단순화하여 정수처리장, 폐수처리장의 침전조 또는 연속식 모래여과기를 대체할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 폐수처리산업상 매우 유용한 고안인 것이다.As described above in detail the configuration of the present invention, the present invention adopts the natural filtration method by the water head difference and the filtration method that can remove particles even finer than the pore size of the filter cloth by forming a new membrane of particles attached to the surface of the filter cloth As a result, the water quality of the treated water is stabilized, and since no vacuum or pressure is used for filtration, there is an excellent effect of saving energy. In addition, by using a filter cloth made of a thin polymer material, the filter cloth is attached to the drum under a high tension, and the backwashing method of spraying air and treated filtration water at a high pressure from the nozzle reliably removes contamination of the filter medium. There is. In addition, by connecting the timer to the backwash pump power and performing periodic backwashing, it has the effect of minimizing the backwash water amount, and by simplifying the device, it has an excellent effect of replacing the sedimentation tank of the water treatment plant, wastewater treatment plant or continuous sand filter. It is a very useful design for the wastewater treatment industry.
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