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印刷電路板生產(chǎn)廢水治理及回收探究

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印刷電路板生產(chǎn)廢水治理及回收探究

摘要:印刷電路板企業(yè)生產(chǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量廢水,若不能及時(shí)做好廢水處理工作而讓其任意排放,必然會(huì)危害生態(tài)平衡。文中分析印刷電路板廢水處理的必要性,探討如何做好石油廢水處理工作。

關(guān)鍵詞:印刷電路板廢水;處理技術(shù);運(yùn)用措施

印刷電路板生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水中含有大量重金屬離子,如果不能做好治理分析工作,將會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。但印刷電路板生產(chǎn)工藝復(fù)雜,會(huì)產(chǎn)生各種成分的廢水,這類廢水治理及回收難度較大,有必要做好研究工作,提高廢水綜合治理及回收質(zhì)量。

一、印刷電路板廢水概況分析

隨著技術(shù)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,印刷電路板生產(chǎn)也開(kāi)始呈現(xiàn)精細(xì)化模式,造成印刷電路板廢水大量增加。印刷電路板廢水中含有大量硫化物,這些硫化物會(huì)影響企業(yè)生產(chǎn)效率,影響化工環(huán)境,造成廢水處理工作任務(wù)量。如果不能對(duì)生產(chǎn)期間產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理,就會(huì)直接影響到生產(chǎn)質(zhì)量,影響到生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益,阻礙行業(yè)進(jìn)步發(fā)展。在這樣的背景下,進(jìn)行印刷電路板廢水處理時(shí)要選擇合適的處理技術(shù),提高廢水處理質(zhì)量與效率,推動(dòng)印刷電路板行業(yè)健康發(fā)展。通常來(lái)說(shuō),印刷電路板企業(yè)生產(chǎn)期間會(huì)產(chǎn)生大量廢水,這些廢水處理難度較大且污染物質(zhì)繁雜,造成廢水處理難度不斷增加,影響到水資源供應(yīng),還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。印刷電路板生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜,生產(chǎn)中布線層次存在差異,會(huì)產(chǎn)生不同內(nèi)容的廢水含量。印刷電路板廢水根據(jù)成分差異分成不同類型,主要為重金屬?gòu)U水、含氟廢水、酸堿廢水等。其中含重金屬?gòu)U水主要為Ni2+、Pb2+、Cu2+,含有不同濃度的NH4+、EDTA等絡(luò)合劑等。印刷電路板生產(chǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量廢液,這些廢液也是組成生產(chǎn)廢水的主要內(nèi)容。廢水中含有大量有害物質(zhì),一定條件下會(huì)對(duì)微生物和生物產(chǎn)生毒性影響,危害到周邊環(huán)境與空氣。印刷電路板企業(yè)生產(chǎn)時(shí)需要田間化學(xué)物質(zhì),這些化學(xué)物質(zhì)與氧氣、水相遇后產(chǎn)生反應(yīng),分析吸收水中的氧氣,打破原有水體平衡,造成水中富氧化、富磷化,使得水中微生物瘋漲,極大可能誘發(fā)赤潮情況,威脅到水生生物的生存環(huán)境。同時(shí),因?yàn)橛∷㈦娐钒鍙U水pH值處于不斷變化狀態(tài),不同化學(xué)物質(zhì)屬性不同,酸堿性差異,彼此可能產(chǎn)生中和反應(yīng),造成廢水酸堿度不斷變化,污水處理時(shí)可以利用這一特性展開(kāi),實(shí)現(xiàn)物質(zhì)處理。污水處理過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況向其中投放化學(xué)藥劑,加快或開(kāi)展某些化學(xué)反應(yīng),將廢水中的各種物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,形成沉淀、膠狀物等,解決毒害問(wèn)題,提高污水的可利用率。

二、印刷電路板廢水常用處理技術(shù)

(一)引入低溫微生物處理方法

印刷電路板廢水中,氮、磷元素明顯超標(biāo),若不經(jīng)處理直接排出,就可能污染周邊水體,導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象發(fā)生,對(duì)水中魚類、植物等的生長(zhǎng)產(chǎn)生直接危害。因此,針對(duì)引述電路板廢水的處理,首先需要對(duì)其中氮、磷元素進(jìn)行分解,通常會(huì)選用低溫微生物對(duì)其進(jìn)行分解處理。低溫生物對(duì)石油廢水中所含有的烴類物質(zhì)能進(jìn)行有效分解,達(dá)到凈化石油廢水,提升污水凈化質(zhì)量和效率。而且低溫環(huán)境下,這類微生物能夠?qū)U水中的烴類物質(zhì)進(jìn)行有效分解,避免在進(jìn)行污水處理時(shí)產(chǎn)生二次污染。研究表明,通過(guò)萘胺降解菌與適冷脫酚菌,可以對(duì)污泥中的污染物質(zhì)進(jìn)行處理。借助AO污水處理工藝降低污水中烴類物質(zhì)含量,降低印刷電路板廢水有害物質(zhì),避免因?yàn)槲鬯懦龆鴮?duì)周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。而固化微生物會(huì)利用海藻酸鈉對(duì)活性污泥進(jìn)行包埋處理,在印刷電路板廢水處理時(shí),引入固化微生物,還能對(duì)其中的氨氣和臭氣進(jìn)行有效處理。

(二)廢水預(yù)處理技術(shù)分析

1.除油預(yù)處理

目前為止,對(duì)于污水表面的油脂在處理過(guò)程中,最常用的有兩種方法:(1)隔油法。隔油法主要利用了油脂污染物的物理特性,對(duì)漂浮在污水表面的輕質(zhì)油進(jìn)行隔離處理,再借助生物技術(shù)對(duì)這些污染物采取清除處理,以此達(dá)到降低污水中油脂類污染物的濃度,使其達(dá)到符合排放的安全標(biāo)準(zhǔn)的目的。(2)氣浮法。該方法主要用于去除廢水中的油脂懸浮顆粒,通過(guò)加壓、電解等綜合方法,對(duì)其進(jìn)行分解處理,以此降低廢水中污染物的濃度以及毒性。

2.脫酚預(yù)處理

脫酚預(yù)處理技術(shù)的主要工作原理是通過(guò)萃取法對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行分離處理。首先,在廢水中加入對(duì)應(yīng)的脫酚試劑,對(duì)其中的酚類物質(zhì)進(jìn)行有效分解,然后在利用現(xiàn)代萃取技術(shù),使廢水中的酚類物質(zhì)和其脫離開(kāi)來(lái)。該種處理模式所取得的分離效果較好,而且一般情況下,可以有效去除廢水中大約97%的酚類物質(zhì)。但如果廢水中所含的酚屬于非揮發(fā)類物質(zhì),其分離效果也只能達(dá)到46%,但也十分不錯(cuò)。另外,這種分離處理方法同時(shí)也能去掉廢水中大約87%的CODCr。

3.脫氨預(yù)處理

現(xiàn)階段,對(duì)于廢水中氨的處理,最常采用的方式為蒸汽除氨法。其具體操作方法為:先通過(guò)一定操作處理,使廢水中的氨氮類化物變成游離狀態(tài),然后通過(guò)外部蒸汽操作,使其中的氨氮化物能夠自動(dòng)從廢水中脫離出來(lái)。之后在利用一定化學(xué)物質(zhì),對(duì)分離后的氨氮化物進(jìn)行吸收處理,最后使其在磷酸溶液的作用下再次生成,以此達(dá)到對(duì)氨氮化物的回收和再利用。此種回收處理方法不僅能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中氨氮化物的回收和再利用,而且脫氨效果良好,一般情況下,可以有效去除廢水中氨氮化物含量的97.5%。

(三)化學(xué)處理方法

1.沉淀劑的應(yīng)用

印刷電路板廢水中存在大量有害的化學(xué)物質(zhì),在進(jìn)行廢水處理時(shí),可以利用這些物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)對(duì)其進(jìn)行處理,通過(guò)相互間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),最終生成沉淀或者氣體、懸浮物等,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中有害物質(zhì)含量的控制,甚至完全去除?;蚶梦锢硖幚矸绞椒蛛x不溶解的化學(xué)物質(zhì)。沉淀劑的作用原理為污染物和化學(xué)藥劑之間的相互反應(yīng),從而形成不溶于水的無(wú)害物質(zhì),通常為沉淀或者顆粒懸浮物,然后借助目前先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行固液分離,對(duì)廢水進(jìn)行提純處理。而常用的化學(xué)藥劑包括鋇鹽制劑、氫氧化物等,這些藥品能夠快速溶于水中,并在其中發(fā)生反應(yīng)分理出重金屬離子。實(shí)際印刷電路板廢水處理時(shí)根據(jù)污水組成選擇沉淀劑,保證廢水處理的有效性。

2.化學(xué)氧化法

該方法是利用氧化劑本身所具有的氧化作用,將很難降解的有機(jī)物或氧化有機(jī)物降解物容易降解的有機(jī)物或CO2和H2O。在印刷電路板行業(yè)中,最常用的氧化劑為芬頓、臭氧和氯等。對(duì)于廢水中的漂浮物質(zhì),可以通過(guò)化學(xué)凝聚法對(duì)其進(jìn)行收集處理,提高廢水回收處理的效率。另外,利用化學(xué)凝聚法處理水中漂浮物時(shí),工作人員可以同時(shí)在水中加入絮凝劑,將漂浮物的凝聚作用催發(fā)到極致,便與后續(xù)回收處理。

3.超臨界水氧化法

當(dāng)水溫發(fā)生變化時(shí),印刷電路板廢水中的化學(xué)成分也會(huì)隨之發(fā)生變化。因此,可以借助超臨界水氧化法對(duì)廢水進(jìn)行凈化處理,具體操作為:將廢水水溫升至臨界點(diǎn),對(duì)其傳遞性進(jìn)行強(qiáng)化,使其中的水、氣體、有機(jī)物等彼此之間相互溶解,成為一種介質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)印刷電路板廢水中污染物的有效溶解。但該技術(shù)使用條件較為苛刻,對(duì)材料、器械的性能要求較高,實(shí)際應(yīng)用范圍有限。

(四)印刷電路板廢水物理處理方法

1.吸附處理方法

所謂的吸附處理法是這里用一些固體材料,如活性炭等自身所具有的吸附性對(duì)水中污染物進(jìn)行凝聚和吸附。除去污水中的COD、顏色、味道等,但這類處理方法成本較高,稍不注意還可能造成二次污染。在印刷電路板污水處理時(shí),吸附法通常與臭氧氧化法或絮凝法組合在一起共同使用。

2.膜分離方法

膜分離的方式有很多種,比如常用的微濾、超濾和反滲透。通過(guò)膜分離方法,可以去除廢水氣味、有機(jī)物、微生物等,提高廢水處理質(zhì)量,大幅度提升水質(zhì)穩(wěn)定性。將印刷電路板行業(yè)所產(chǎn)生的廢水中通過(guò)生物薄膜,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)交換的同時(shí)達(dá)到對(duì)有機(jī)物的快速降解。可見(jiàn),在印刷電路板廢水處理過(guò)程中,利用微生物活動(dòng)轉(zhuǎn)化廢水中的污染物,順利實(shí)現(xiàn)污水凈化。

3.氣浮處理方法

氣浮處理法是將氣體以微氣泡的形式通入含有油料和其他雜質(zhì)的污水中,在氣泡上浮過(guò)程中與污水中的油漬、雜質(zhì)顆粒等黏附在一起,共同上浮至污水表面,然后利用撤油器將其從水表撤除,達(dá)到凈化污水的目的。在這過(guò)程中微氣泡大小主要由所加入其中的氣浮藥劑和相關(guān)處理工藝決定。所以當(dāng)印刷電路板廢水需要進(jìn)行絮凝和油漬分離時(shí),可以利用氣浮處理方法。大量實(shí)踐效果表明,氣浮處理廢水效果顯著,具有推廣價(jià)值。

4.直接過(guò)濾方法

一般情況下,印刷電路板廢水中有些物質(zhì)會(huì)直接以固體顆粒形式存在,因此可以直接利用網(wǎng)篩法對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾處理。隨著科技水平的不斷發(fā)展,過(guò)濾設(shè)備也在快速更新,對(duì)于可去除物質(zhì)的種類和強(qiáng)度不斷升級(jí),而且去污效率也有明顯升級(jí)。比如,最新發(fā)明的通過(guò)重力法去除廢水中有害沉淀操作,該方法還能對(duì)廢水中的懸浮物進(jìn)行有效去除。

5.合理運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)

在建立污水處理仿真系統(tǒng)的過(guò)程中,要利用Simulink軟件進(jìn)行魔性轉(zhuǎn)換,利用Borland軟件開(kāi)發(fā)上位系統(tǒng),依據(jù)UML理念分析系統(tǒng)需求,完成整體設(shè)計(jì)。而上述工作的開(kāi)展,需要大量原始數(shù)據(jù)做基礎(chǔ)。通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建仿真數(shù)據(jù)庫(kù)、控制數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),形成廢水處理仿真系統(tǒng)。然后借助系統(tǒng),分析各類污水處理項(xiàng)目的投資成本、設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用,從而選擇合適方案,節(jié)省成本;對(duì)污水處理系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)進(jìn)行模擬、預(yù)測(cè),優(yōu)化處理工藝,提升處理效率。

三、印刷電路板生產(chǎn)廢水綜合治理回收措施

所謂的源頭控制,是指在整個(gè)印刷過(guò)程中采用綠色環(huán)保的印刷技術(shù);先進(jìn)科學(xué)的印刷設(shè)備以及健康環(huán)保型油墨。在當(dāng)代現(xiàn)有印刷工藝中,最常采用的就是膠印工藝和凹版印刷等技術(shù),這些印刷技術(shù)在實(shí)際操作過(guò)程中都會(huì)用到潤(rùn)版液和一些溶劑,而這些物質(zhì)在使用過(guò)程中都會(huì)不可忽視的產(chǎn)生一些CODs廢水。針對(duì)這種情況,印刷企業(yè)可通過(guò)采用綠色環(huán)保型油墨印刷替代當(dāng)前會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染的印刷工藝。比如,用柔版印刷工藝替代傳統(tǒng)替代傳統(tǒng)平版和凹版印刷工藝,如此能在一定程度上減少和降低整個(gè)印刷過(guò)程中CODs廢水的排放量。

(一)做好廢水水質(zhì)成分檢驗(yàn)

1.合理編制采樣方案,奠定高效檢測(cè)基礎(chǔ)

現(xiàn)場(chǎng)采樣方案的編制是水質(zhì)檢測(cè)采樣的具體參考和指導(dǎo),在開(kāi)展實(shí)際采樣前,需對(duì)采樣的目的、對(duì)象和要求進(jìn)行詳細(xì)和充分的了解。現(xiàn)場(chǎng)采樣方案的在編制過(guò)程中要包含詳細(xì)的工作流程和具體的負(fù)責(zé)人,比如采樣任務(wù)的主要目的、具體要求、完成時(shí)間、需要注意的內(nèi)容、具體項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、具體工作內(nèi)容、采樣質(zhì)量要求等等。因此在進(jìn)行采樣方案編制時(shí),一定要仔細(xì)、慎重,做到事無(wú)巨細(xì)都涵蓋在內(nèi),確保內(nèi)容縝密。采樣標(biāo)準(zhǔn)一定要遵循國(guó)標(biāo)認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn),既有現(xiàn)場(chǎng)勘查,也有從各種途徑收集到的資料,最終編制出全面且符合要求的現(xiàn)場(chǎng)采樣方案。而且在具體采樣過(guò)程中,質(zhì)量控制措施必不可少,它屬于采樣方案的重要組成內(nèi)容,其中一定要包含空白樣、質(zhì)控樣、平行樣以及現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)控員等對(duì)比控制措施,確?,F(xiàn)場(chǎng)所采集到的樣品的規(guī)范性和具有代表性,以此避免和減少現(xiàn)場(chǎng)采樣中采樣員操作的隨意性和盲目性。

2.處理間接測(cè)量誤差

在對(duì)廢水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)化驗(yàn)的過(guò)程中,一定要根據(jù)要求做好水樣的提取、運(yùn)輸和預(yù)處理等工作。同時(shí),檢驗(yàn)員需要根據(jù)檢測(cè)要求嚴(yán)格操作,為保證儀器精度符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),需要在具體操作前,對(duì)其精度進(jìn)行全面校準(zhǔn)。最后,控制實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)精度,這也是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。具體可以從以下方面入手:在廢水檢測(cè)測(cè)試過(guò)程中,是將檢測(cè)所得數(shù)值直接代入公式計(jì)算,從而間接獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)的最終測(cè)量值。所以,所謂的間接誤差不僅包括直接測(cè)量數(shù)據(jù)值時(shí)所產(chǎn)生的誤差,還包括公式計(jì)算過(guò)程中產(chǎn)生的計(jì)算誤差。實(shí)際上,間接測(cè)量所得的測(cè)量值和直接測(cè)量所得測(cè)量值之間存在必然聯(lián)系,都對(duì)最終測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。在進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)誤差分析時(shí),如果按照算術(shù)平均誤差進(jìn)行計(jì)算,需要思考誤差疊加對(duì)最終結(jié)果的不利影響。再利用間接測(cè)量公式,比如加減法進(jìn)行誤差分析時(shí),需要考慮絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差對(duì)結(jié)果的影響,而且該誤差分析法應(yīng)包含整個(gè)間接測(cè)量過(guò)程,如較為復(fù)雜的操作等,在整個(gè)分析過(guò)程中需要先考慮絕對(duì)誤差,然后再分析相對(duì)誤差,順序不能搞混,如此在利用計(jì)算方法進(jìn)行總結(jié)最為合理。

3.制定質(zhì)量控制方案

首先,采用合理的廢水檢測(cè)分析方法,確保符合國(guó)家權(quán)威性標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),又保證檢測(cè)方法的敏感性,如此才能最大程度上保證廢水水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。其次,作為實(shí)驗(yàn)操作人員,需要每天對(duì)實(shí)驗(yàn)室溫度、濕度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)測(cè)量和記錄,避免實(shí)驗(yàn)室環(huán)境變化對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響,同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比,分析得出實(shí)驗(yàn)室廢水質(zhì)量檢測(cè)的最佳環(huán)境。同時(shí),每次操作完成后要對(duì)所用儀器進(jìn)行清理、消毒和干燥處理,避免一起受到污染,且定期對(duì)各種儀器進(jìn)行檢查和保養(yǎng),確保其能一直符合實(shí)驗(yàn)室精度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。另外,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行純凈水的廢水質(zhì)量檢測(cè)和記錄時(shí),一定要充分認(rèn)識(shí)到規(guī)范操作的必要性,保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中水樣質(zhì)量符合要求。

(二)回收處理措施

1.治理一般混合廢水

一般混合廢水?dāng)?shù)量大且僅含有少量CODCr時(shí),可以直接將小批量含銅廢水、酸堿廢水進(jìn)行混合,經(jīng)過(guò)綜合處理系統(tǒng)處理,經(jīng)過(guò)各個(gè)流程后可以順利完成污水處理。處理時(shí)經(jīng)過(guò)置換與混凝,選擇PAM絮凝劑,通過(guò)斜板沉淀池,對(duì)沉淀后的泥水進(jìn)行分離處理,用清水缸收集上層清水,利用砂率器進(jìn)行后續(xù)過(guò)濾處理,通過(guò)對(duì)污水中懸浮物的回收處理,調(diào)整廢水的pH值,廢水處理后達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行排放。

2.治理酸堿廢水的方法

印刷電路板生產(chǎn)廢水中酸堿廢水主要來(lái)自生產(chǎn)線洗缸產(chǎn)生的廢液,主要污染物為CODCr,經(jīng)過(guò)分開(kāi)收集后按照一般混合廢水處理方式。實(shí)際處理時(shí)為了保證處理的質(zhì)量,需要將酸堿廢水平均定量加入,最終通過(guò)綜合處理系統(tǒng)完成分析與處理。

3.治理一般有機(jī)廢水

印刷電路板生產(chǎn)廢水主要來(lái)自退膜、顯影等工序清洗時(shí)產(chǎn)生的廢水,這種廢水中含有高濃度的CODCr。處理時(shí)需要增加預(yù)處理后的高濃度有機(jī)廢水,而且涉及酸化和頓氧化操作。實(shí)際處理時(shí)雙氧水作為處理氧化劑、硫酸亞鐵為催化劑,酸性環(huán)境下二價(jià)鐵鹽會(huì)分解成雙氧水,生成游離氫氧自由基,這種自由基具有極強(qiáng)的氧化能力,與有機(jī)物反應(yīng)成生成水與二氧化碳。處理完成后調(diào)整酸堿度,利用的泵定量方式將其加入處理系統(tǒng)中。

4.治理高濃度有機(jī)廢水

高濃度有機(jī)廢水中含有大量CODCr,在對(duì)其進(jìn)行治理時(shí),首先需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。而預(yù)處理時(shí)需要先對(duì)其進(jìn)行酸化,然后在進(jìn)行沉淀處理。即實(shí)際處理操作中,通過(guò)酸化劑調(diào)整廢水的酸堿值,使其穩(wěn)定在5左右,然后在酸化處理的廢水中聚合氯化鐵,從而得到大顆粒絮狀沉淀,即固液分離物,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)油狀有機(jī)物的有效凝聚。之后,向廢水中絮凝劑PAM,將懸浮物的凝聚作用催發(fā)到極致,最后再利用壓濾處理技術(shù),對(duì)高濃度有機(jī)廢水中的固體懸浮物進(jìn)行分離處理,回收其中對(duì)油狀有機(jī)物。四、結(jié)語(yǔ)總之,印刷電路板廢水處理技術(shù)及運(yùn)用效果對(duì)行業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)具有現(xiàn)實(shí)意義,廢水處理效果直接關(guān)系到企業(yè)效益及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。印刷電路板廢水處理人員掌握廢水處理技術(shù)要點(diǎn),利用各類處理技術(shù),提高廢水處理效率,實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

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作者:涂佳 單位:重慶市環(huán)境保護(hù)工程設(shè)計(jì)研究院有限公司

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