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山東明基環(huán)保設(shè)備有限公司
主營產(chǎn)品: 一體化污水處理設(shè)備,氣浮機(jī),加藥裝置,一體化提升泵站,壓濾機(jī),厭氧反應(yīng)器,二氧化氯發(fā)生器 |

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更新時間:2022-01-17 17:27:25瀏覽次數(shù):114
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龍海市UASB厭氧反應(yīng)器
工藝中的兩級與兩相
*,不同的水質(zhì)決定不同的工藝。產(chǎn)甲烷是厭氧去除水中機(jī)物的關(guān)鍵因素,兩級和兩相的差別也就在*個厭氧反應(yīng)器是否產(chǎn)甲烷上;如果*個產(chǎn)甲烷,二個機(jī)負(fù)荷勢必要小很多,這是問題的關(guān)鍵。
一般來說,兩級厭氧適應(yīng)的水質(zhì)是較高濃度的廢水,它的生化性并不很差,*級通過沉降和發(fā)酵產(chǎn)降低二級的負(fù)荷。兩相厭氧,一是主要針對難生化降解廢水,靠*相改善生化性,二是針對硫酸鹽廢水,靠*相進(jìn)行硫酸鹽還原,然后去除硫化物再進(jìn)二相產(chǎn)甲烷,三是針對易酸化廢水易波動廢水,放在前面*酸化掉以穩(wěn)定pH。
如酒精項目常用兩級,那些幾以上的,如果生化性不差并且水量不小,個人建議也用兩級,但是控制其實(shí)并不簡單,尤其是*級在高濃度、高VFA下。生化性較差用兩相的就很多了,其實(shí)生化性不差的也常常用兩相。
的工藝是用水解酸化+氧化(處理COD較低的廢水),的是UASB+氧化(一相厭氧,處理COD高的廢水),的是水解酸化+UASB+氧化(就相當(dāng)于兩相厭氧);對此分析如下:
1)水解+好氧工藝,處理的廢水濃度確實(shí)常見的要低一些,因為水解并不能提供較力的COD消解能力,當(dāng)然這個工藝相比較直接好氧而言,更多的可以用在進(jìn)水COD1k-2k之間的項目,這種水質(zhì)進(jìn)厭氧節(jié)約的曝能耗和提升水用的動力能耗差不多,厭氧降解程度上優(yōu)點(diǎn)也不明顯,但是直接進(jìn)好氧濃度又偏高。因此常搞出水解+好氧,利用水解過程微量講解和吸附去除COD來減少好氧的負(fù)擔(dān)。當(dāng)然這是在不討論改善生化性方面的前提下。
2)假如水解酸化+UASB+氧化就相當(dāng)于兩相厭氧,文章說“厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼過程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個階段。水解池(水解池進(jìn)行的就是水解酸化反應(yīng)吧)是把反應(yīng)控制在二階段完成之前,不進(jìn)入三階段。”
那么水解酸化產(chǎn)生的應(yīng)該是機(jī)酸吧,那乙酸化階段在哪發(fā)生的?兩相厭氧的產(chǎn)酸相產(chǎn)的酸?它的乙酸化階段又是在哪發(fā)生的呢?
產(chǎn)乙酸這個詞和產(chǎn)乙酸階段是應(yīng)該分開的,因為在產(chǎn)酸階段就會產(chǎn)生一部分乙酸了但并不一定作為過程的主體,這要看廢水的機(jī)物組成。產(chǎn)乙酸階段,這里面包含了兩類反應(yīng),一是更長碳鏈的VFA以及乳酸、丙酮酸和醇類等分解產(chǎn)生乙酸,二是同型產(chǎn)乙酸菌,利用CO2和H2的機(jī)組合進(jìn)行產(chǎn)乙酸。兩相的水解酸化過程中產(chǎn)生的機(jī)酸,可能是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸…以及乳酸中的任一種,也可能是未完降解的長鏈脂肪酸。
個人認(rèn)為在實(shí)際工程中,兩相的分界線并不*分明,水解酸化相先后延伸至產(chǎn)乙酸甚至少量產(chǎn)甲烷都是經(jīng)常遇見的。至于產(chǎn)甲烷相,它就沒不含水解酸化這兩個過程的時候,產(chǎn)甲烷相四個過程都會存在,只不過前兩個過程被之前的相分擔(dān)了一部分。乙酸化發(fā)生在哪里,這個過程應(yīng)該大部分在后一相,兩相的定義并不是“水解酸化階段+乙酸化產(chǎn)甲烷階段”,只要在流程上將其主體分開即可叫做兩相,至于分界線模糊,沒關(guān)系。
基于水解和酸化兩個過程法分開的事實(shí),三相取決于產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷是否可以分開。
對于三相分離器的工作原理大致可表述為:液固三相在體擾動和液體升流的下從下方進(jìn)入三相分離器;污泥(固)撞擊在三相分離器上,上面吸附的沼泡釋放出來;沼體被三角形集罩收集;脫離體的泥水(固液相)穿過三相分離器集罩之間的縫隙,到達(dá)沉淀區(qū);污泥(固)在沒體擾動的條件下沉淀,落回三相分離器下方。核心是體被收集和污泥沉淀。
厭氧反應(yīng)器過程中,嚴(yán)重的問題就是“厭氧反應(yīng)器酸化”,嚴(yán)重時,需要更換整個反應(yīng)器內(nèi)的厭氧污泥,損失可達(dá)幾十甚為上百。那么,當(dāng)厭氧反應(yīng)器發(fā)生酸化時,我們應(yīng)該如何處理呢?能否在盡可能短的時間內(nèi)恢復(fù)正常呢?
酸化的表現(xiàn)
先,我們來了解一下厭氧反應(yīng)器酸化的四個現(xiàn)象:
- 反應(yīng)器內(nèi)pH值明顯下降
- 出水VFA突出上升
- COD去除效率大幅降低
- 沼產(chǎn)量持續(xù)減少
通常情況下,以上這些現(xiàn)象是同時發(fā)生的。一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象,請務(wù)必給予足夠的重視。
原因分析
厭氧反應(yīng)器發(fā)生酸化的根源,是厭氧污泥中產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)甲烷能力不足以分解水解酸化菌所產(chǎn)出的機(jī)酸,同時pH值的下降會使未降解的VFA濃度上升,對產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生進(jìn)一步的抑制,使反應(yīng)器繼續(xù)酸化,形成惡性循環(huán),終導(dǎo)致反應(yīng)器酸化。
導(dǎo)致酸化的主要原因如下:
- 營養(yǎng)鹽缺乏
- pH條件或溫度條件不合適
- 由于負(fù)荷造成
- 廢水中混入了毒性物質(zhì)
我們的公眾號曾經(jīng)詳細(xì)過厭氧反應(yīng)器發(fā)生酸化的原因,文章名稱為厭氧污泥酸化不可不知的4大原因。
處理措施
一旦發(fā)生厭氧反應(yīng)器酸化,不論什么原因,都需要迅速扭轉(zhuǎn)這種趨勢,應(yīng)當(dāng)采取如下兩種應(yīng)急措施。
1. 大幅降低負(fù)荷
- 盡量多降低負(fù)荷,可以降低至50%,甚至?xí)和L幚韽U水。
- 同時,若厭氧反應(yīng)器設(shè)外循環(huán)管路,則通過循環(huán)泵打循環(huán),直至VFA恢復(fù)正常。
2. 采取多種手段,避免出水PH值降低到正常范圍(6.5)以下
- 若厭氧反應(yīng)器出水pH值降至6.5以下甚至更低,則須適當(dāng)提高反應(yīng)器進(jìn)水的pH值,以維持反應(yīng)器內(nèi)合適的pH環(huán)境。(進(jìn)水pH值提高的幅度視反應(yīng)器內(nèi)pH值下降的程度而定,時可以將進(jìn)水的pH值調(diào)整至8.0以上甚至9.0以上。)
- 當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的pH值降低到5.0以下,說明反應(yīng)器酸化已經(jīng)非常嚴(yán)重了。這時,可以用清水置換厭氧反應(yīng)器內(nèi)的廢水,將反應(yīng)器內(nèi)的VFA濃度迅速降低,同時盡快恢復(fù)反應(yīng)器內(nèi)正常的pH環(huán)境。
通過以上兩個措施,如果反應(yīng)器酸化的原因僅僅是負(fù)荷,只要沒嚴(yán)重到致使厭氧污泥大量流失,在24小時至數(shù)天內(nèi),反應(yīng)器中的VFA會下降到200mg/l以下,pH值會恢復(fù)至正常的水平。即使由于酸化程度過于嚴(yán)重或者由于其他原因?qū)е路磻?yīng)器不能完恢復(fù),也可以使酸化程度得到緩解,為后續(xù)查明原因并采取進(jìn)一步的應(yīng)對措施贏得時間。
當(dāng)反應(yīng)器的酸化被遏制后,可以進(jìn)行低負(fù)荷,然后根據(jù)情況逐步增加負(fù)荷直至反應(yīng)器的負(fù)荷和效率恢復(fù)到酸化前的正常水平。
正如我們在文章開頭提到的,厭氧污泥酸化是厭氧反應(yīng)器中嚴(yán)重的事故之一。遇到此類問題,建議廣大站長和操作人員應(yīng)保持冷靜,根據(jù)實(shí)際情況準(zhǔn)確做出判斷,并立即采取正確措施,切不可“等等看”、“再挺一挺”等僥幸心理,從而錯過了解決問題的時機(jī)。
*時間了解技術(shù)、裝備、
1、UASB厭氧反應(yīng)器的原理
升流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器是由Lettinga在七十年代開發(fā)的。廢水被盡可能均勻的引入到UASB厭氧反應(yīng)器的底部,污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水與污泥顆粒的接觸過程,反應(yīng)產(chǎn)生的沼引起了內(nèi)部的循環(huán)。附著和沒附著在污泥上的沼向反應(yīng)器部上升,碰擊到三相分離器體發(fā)射板,引起附著泡的污泥絮體脫。泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面,體被收集到反應(yīng)器部的三相分離器的集室。一些污泥顆粒會經(jīng)過分離器縫隙進(jìn)入沉淀區(qū)。UASB厭氧反應(yīng)器包括以下幾個部分:進(jìn)水和配水系統(tǒng)、反應(yīng)器的池體和三相分離器。
在UASB厭氧反應(yīng)器中重要的設(shè)備是三相分離器,這一設(shè)備安裝在反應(yīng)器的部并將反應(yīng)器分為下部的反應(yīng)區(qū)和上部的沉淀區(qū)。
2、UASB厭氧反應(yīng)器的選型
UASB厭氧反應(yīng)器的材料,可采用碳鋼、Lipp(或拼裝結(jié)構(gòu))和混凝土結(jié)構(gòu)。對鋼制結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器需進(jìn)行保溫處理,鋼池可考慮采用現(xiàn)場4~8mm厚阻燃型聚苯乙烯泡沫板及彩色防護(hù)板保溫和裝飾,碳鋼的材料采用環(huán)氧樹脂加玻璃布三層做法?;炷脸夭豢紤]保溫問題。附屬設(shè)備如三相分離器、配水系統(tǒng)、走道、扶手、樓梯暫等不考慮。對以上三種結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行了技術(shù)比較。
當(dāng)建立兩個或兩個以上反應(yīng)器時,矩形反應(yīng)器可以采用共用壁。當(dāng)建造多個矩形反應(yīng)器時其*性。對于大型UASB厭氧反應(yīng)器建造多個池子的系統(tǒng)是益的,這可以增加處理系統(tǒng)的適應(yīng)能力。如果多個反應(yīng)池的系統(tǒng),則可能關(guān)閉一個進(jìn)行維護(hù)和修理,而其他單元的反應(yīng)器繼續(xù)。
通過綜合比較,鋼結(jié)構(gòu)和混凝土的投資相差不大,從整體比較來看,拼裝結(jié)構(gòu)或Lipp罐從投資上和年經(jīng)常上均較低。且且具,施工周期短的優(yōu)點(diǎn)。但混凝土使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碳鋼結(jié)構(gòu)池體,且需考慮保溫問題。目前,我的UASB厭氧反應(yīng)器大多以鋼筋混凝土為材料。
3、UASB厭氧反應(yīng)器的點(diǎn)
UASB內(nèi)厭氧污泥濃,平均污泥濃度為20-40gMLVSS/L;
機(jī)負(fù)荷高,水力停留時間短,例如采用中溫發(fā)酵時,容積負(fù)荷一般為5-10kgCOD/(m3.d)左右;
混合攪拌設(shè)備,靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼的上升運(yùn)動,使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài),對下部的污泥層也一定程度的攪動;
污泥床不設(shè)載體,節(jié)省造價及避免因填料發(fā)生堵塞問題;
UASB內(nèi)設(shè)三相分離器,通常不設(shè)強(qiáng)效澄清池,被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi),通??梢圆辉O(shè)污泥回流設(shè)備,動力較小。
利用機(jī)物厭氧分解過程中酸性發(fā)酵階段的點(diǎn),將某些大分子的難降解機(jī)物轉(zhuǎn)化為易微生物降解的小分子機(jī)物,將大部分不溶性機(jī)物降解為溶解性物質(zhì),為后續(xù)好氧處理創(chuàng)造條件。
龍海市UASB厭氧反應(yīng)器
厭氧生物反應(yīng)器維持強(qiáng)效率的基本條件
(1)適宜的pH值:為使厭氧順利進(jìn)行,反應(yīng)器中的pH值必須在6.5~8.2之間。
(2)充足的常規(guī)營養(yǎng):反應(yīng)器內(nèi)氮的濃度必須在40~70mg/L范圍內(nèi)才能滿足需要,而磷和硫化物維持較低的濃度即可滿足需要。甲烷菌對硫化物和磷專性需要,必須在反應(yīng)器內(nèi)其含量,時需要向進(jìn)水中投加磷肥和硫酸鹽。
(3)必要的微量專性營養(yǎng)元素:對甲烷菌激活的專性營養(yǎng)元素鐵、鈷、鎳、鋅、錳、鉬、銅甚至硒、硼等很多種,缺少其中一種就可能嚴(yán)重影響整個生物處理過程。
(4)合適的溫度:厭氧反應(yīng)一般在30~37℃的中溫條件下。
(5)對毒性適應(yīng)能力:必須完成厭氧微生物對毒物質(zhì)適應(yīng)性的馴化。
(6)充足的代謝時間:要同時厭氧生物處理的水力停留時間HRT和固體停留時間SRT。
(7)適量的碳源:來自進(jìn)水中的機(jī)物要滿足異養(yǎng)型甲烷菌用于生物合成所需要的碳源,同時反應(yīng)器內(nèi)的溶解性C02要滿足自養(yǎng)型甲烷菌所需要的碳源。
(8)污染物向微生物的傳質(zhì)良好:厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥在流化狀態(tài)下傳質(zhì)能力較好,但生物量過多積累或使用厭氧生物膜法時生物膜過厚都可能產(chǎn)生傳質(zhì)問題,要定期出剩余生物污泥或提高回流比減少部分傳質(zhì)阻力。
在厭氧反應(yīng)器中,常常會用到抑制劑。抑制劑是一種用來阻滯或降低化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì),與負(fù)催化劑相同。它不能停止聚合反應(yīng),只是減緩聚合反應(yīng)。借以抑制或緩和化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。下面小編為大家一下厭氧反應(yīng)器的幾類常見抑制劑。
1、氨氮。
高濃度下,高pH下,直接抑制。一般來說,500ppm以下是沒問題的,500-1000ppm,顆粒污泥,上幾個月看起來問題也不大,但是不下來不需要更換污泥,1000ppm以上,考慮放棄。氨氮個附加問題,就是同時存在P和Mg時,容生鳥糞石結(jié)垢,這時IC比UASB優(yōu)點(diǎn),基本上只會在出水管緩慢結(jié)垢,而不是整個厭氧反應(yīng)器內(nèi)。
2、VFA。
高濃度下,低pH下,直接抑制。當(dāng)然,VFA積累,本身也會促使pH下降,這就容易產(chǎn)生一個惡性循環(huán),所以厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)檢測出水VFA是很必要的,一旦VFA出現(xiàn)不正常,而又沒采取效的措施去控制,很可能一酸到底。不過,過分的強(qiáng)調(diào)VFA的抑制性就偏激了,VFA中的乙酸,可是直接產(chǎn)甲烷的底物。
3、硫酸鹽。
硫酸鹽本身沒什么,除非上的濃度影響了滲透壓。但是SRB(硫酸鹽還原菌)這種細(xì)菌搞破壞,它把硫酸根轉(zhuǎn)化為H2S,還消耗產(chǎn)甲烷菌的碳源底物。一般來說,COD在5000mg/L,硫酸鹽在1500mg/L,顆粒污泥沒問題。很多水友說碳硫比在某個數(shù)值合適,其實(shí)這樣做出來的厭氧實(shí)際會出麻煩。因為碳硫比合適只是了產(chǎn)甲烷可以正常進(jìn)行,不至于被性抑制。但是高的硫酸鹽含量下,還原形成的H2S濃度也會更高,當(dāng)然,H2S在低pH下毒性更強(qiáng)大。
工藝操作條件
Ⅰ、生物量--大小以污泥濃度表示,一般介于10~30gvss/L之間,為防止反應(yīng)器中污泥流失,可采用裝入填料介質(zhì)使細(xì)菌附著掛膜,調(diào)節(jié)水流速度或污泥回流量。
Ⅱ、負(fù)荷率--表示消化裝置處理能力的一個參數(shù),負(fù)荷率三種表示方法:
①容積負(fù)荷率--反應(yīng)器單位效容積在單位時間內(nèi)接納的機(jī)物量kg/m3·d。
②污泥負(fù)荷率--反應(yīng)器內(nèi)單位重的污泥在單位時間內(nèi)接納的機(jī)物量kg/kg·d。
③投配率--每天向單位效容積投加的材料的體積m3/m3·d。
投配率的倒數(shù)為平均停留時間或消化時間,單位為d(天),投配率池可用百分率表示。
負(fù)荷率的影響:
①當(dāng)機(jī)物負(fù)荷率很高時,營養(yǎng)充分,代謝產(chǎn)物機(jī)酸產(chǎn)量很大,過甲烷菌的吸收利用能力,機(jī)酸積累pH下降,是低效不穩(wěn)定狀態(tài)。
②負(fù)荷率適中,產(chǎn)酸細(xì)菌代謝產(chǎn)物中的機(jī)物(機(jī)酸)基本上能被甲烷菌及時利用,并轉(zhuǎn)化為沼,殘存機(jī)酸量僅為幾百毫克/升。pH=7~7.5,呈弱堿性,是強(qiáng)效穩(wěn)定發(fā)酵狀態(tài)。
③當(dāng)機(jī)負(fù)荷率小,供給養(yǎng)料不足,產(chǎn)酸量偏少,pH>7.5是堿性發(fā)酵狀態(tài),是低效發(fā)酵狀態(tài)。
Ⅲ、溫度控制--發(fā)酵要求較高的溫度,每去除8000mg/L的COD所產(chǎn)沼,能使水溫升高10℃,一般工藝設(shè)計中溫消化30~35℃。
Ⅳ、pH的控制--當(dāng)液料pH<6.5或高于8.0,則要調(diào)整液料pH。
pH<6.8~7,應(yīng)減少機(jī)負(fù)荷率,
pH<6.5,應(yīng)停止加料,必要時加入石灰中和。
實(shí)現(xiàn)了污泥泥齡(SRT)與水力停留時間(HRT)的分離:
由于在反應(yīng)器內(nèi)能維持很高的生物量,污泥泥齡很長,廢水在反應(yīng)器內(nèi)的HRT較短,時SRT大于HRT,因而反應(yīng)器具很高的容積負(fù)荷率和很好的性,這是現(xiàn)代厭氧反應(yīng)器與傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器的zui大區(qū)別。
UASB反應(yīng)器對各類廢水很大的適應(yīng)性:
UASB反應(yīng)器不僅可以出來高濃度機(jī)廢水,如酒精、糖蜜、檸檬酸等廢水,也可以出來中等濃度機(jī)廢水,如啤酒、屠宰、軟飲料等廢水,并且可以出來低濃度機(jī)廢水,如生活污水、城市污水等。UASB反應(yīng)器可在高溫(55攝氏度)和中溫(35攝氏度左右)下,并可在低溫(20攝氏度左右)下穩(wěn)定。除了含毒害物質(zhì)的機(jī)廢水外,UASB反應(yīng)器幾乎可適應(yīng)不同行業(yè)出的各類機(jī)廢水。
能耗低,產(chǎn)泥量少:
由于UASB反應(yīng)器不需要供氧,不需要攪拌,不需要加溫,在實(shí)現(xiàn)強(qiáng)效能的同時,達(dá)到了低能耗,并可提供大量的生物能沼,因此,UASB反應(yīng)器是一種產(chǎn)能型的廢水處理設(shè)備。由于SRT很長,不僅產(chǎn)生的污泥時穩(wěn)定的,而且產(chǎn)泥量很少,從而降低了污泥含量
組成部分:
1)進(jìn)水配水系統(tǒng)
進(jìn)水配水系統(tǒng)的功能主要是將廢水均勻分配到整個反應(yīng)器,并進(jìn)行水力攪拌,是反應(yīng)器強(qiáng)效的關(guān)鍵之一。
從水泵來的廢水通過配水設(shè)備流入布水管。配水設(shè)備是由一根可旋轉(zhuǎn)的配水管與配水槽構(gòu)成,配水槽為圓環(huán)形,被分隔成若干單元,每個單元與一根通進(jìn)反應(yīng)器的布水管相連。從水泵來的水管與可旋轉(zhuǎn)的配水管相連接。工作時配水管旋轉(zhuǎn),在一定的時間間隔內(nèi),廢水流進(jìn)配水槽的一個單元,由此流進(jìn)一根布水管進(jìn)入反應(yīng)器。
布水點(diǎn)設(shè)在反應(yīng)器的底平面上,為使基質(zhì)與污泥接觸充分,應(yīng)進(jìn)行設(shè)置。布水點(diǎn)均勻分布在池底上,且高度不同。根據(jù)關(guān)資料與研究實(shí)踐,認(rèn)為布水的不均勻系數(shù)為0.95時,可達(dá)到布水均勻的。荷蘭研究者提出,在裝置放大時應(yīng)按比例增加布水點(diǎn)的數(shù)量,使每5m2底面積一個布水點(diǎn)。這種布水方式對于整個反應(yīng)器來說是連續(xù)進(jìn)水,而對于每個布水點(diǎn)而言,則是間斷進(jìn)水,布水管的瞬時流量與整個反應(yīng)器的流量相等。
在裝置中所采用的進(jìn)水方式大致可分為間歇式、脈沖式、連續(xù)均勻流、連續(xù)與間歇回流相結(jié)合等幾種。
2)反應(yīng)區(qū)
反應(yīng)區(qū)是反應(yīng)器的主要部分,包括污泥床區(qū)和污泥懸浮層區(qū),廢水中機(jī)物主要在此處被厭氧菌分解。
3)三相分離器
三相分離器的是把沼、污泥和液體分開。UASB反應(yīng)器所具的這種分離器是考慮到厭氧工藝細(xì)菌生長速率很慢這一點(diǎn)而設(shè)計的,由沉淀區(qū)、回流縫和封組成。污泥經(jīng)沉淀區(qū)沉淀后由回流縫直接回流到反應(yīng)區(qū),流失的污泥量小于在反應(yīng)器內(nèi)的生成量,沼經(jīng)分離后進(jìn)入室。三相分離器的分離效果將直接影響反應(yīng)器的處理效果。
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