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文檔簡介
1、福州大學(xué)至誠學(xué)院水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目:某再生紙廠廢水處理站初步設(shè)計(jì) 專 業(yè): 環(huán)境工程 年 級(jí): 組 長: 小組成員: 指導(dǎo)教師: 2012年 06月 20 日目 錄第1章:任務(wù)書 .1 1.1:設(shè)計(jì)范圍.1 1.2:設(shè)計(jì)要求.1 1.3:設(shè)計(jì)依據(jù)、規(guī)范和原則.2 1.4:廢水水質(zhì)水量.3第2章:概述.4第3章:工藝比選.4第4章:工藝計(jì)算.5 4.1粗細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算.6 4.2調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算.9 4.3氣浮池設(shè)計(jì)計(jì)算.10 4.4水解酸化池設(shè)計(jì)計(jì)算.14 4.5接觸氧化池設(shè)計(jì)計(jì)算.16 4.6豎流式沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算.22 4.7重力濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算.25 4.8 污泥脫水設(shè)計(jì)計(jì)算.2
2、6 4.9溶藥池、儲(chǔ)藥罐設(shè)計(jì)計(jì)算.27 第1章 任務(wù)書某再生紙廠廢水處理站初步設(shè)計(jì)任務(wù)書,由甲方提供的要求和資料如下:1.1設(shè)計(jì)范圍 對(duì)某紙業(yè)的造紙廢水進(jìn)行處理,主要是廢紙制漿廢水和白水,其中主要是白水,一部分白水回用于造紙系統(tǒng)的碎漿、和漿、混合等工段,剩余的白水經(jīng)廢水處理設(shè)施處理后排入廠界之外的沙溪河。1.2設(shè)計(jì)要求(1)工藝技術(shù)方案比選和工藝流程設(shè)計(jì):根據(jù)所收集的原始資料和文獻(xiàn)資料進(jìn)行某紙業(yè)再生紙廢水處理工藝技術(shù)方案優(yōu)選,并在此基礎(chǔ)上完成工藝流程設(shè)計(jì);(2)設(shè)計(jì)參數(shù)選擇與計(jì)算:根據(jù)上述方案比選和工藝流程設(shè)計(jì),結(jié)合相關(guān)工程運(yùn)行調(diào)試類比,或工藝條件試驗(yàn)結(jié)果,或工程手冊(cè)資料,完成各單元操作或構(gòu)筑
3、物工藝參數(shù)優(yōu)化選擇并計(jì)算,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果編制設(shè)計(jì)計(jì)算書;(3)主體構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):根據(jù)各單元操作或構(gòu)筑物工藝參數(shù)選擇結(jié)果和環(huán)境工程制圖格式規(guī)范要求,完成主體構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和圖紙清繪工作;(4)總平面圖設(shè)計(jì):根據(jù)某紙業(yè)再生紙廢水處理站選址的地理位置、地形地貌條件和周圍構(gòu)筑物布局特點(diǎn),合理進(jìn)行某紙業(yè)再生紙廢水處理工程各構(gòu)筑物總平面設(shè)計(jì),并完成圖紙清繪工作;(5)高程圖設(shè)計(jì):根據(jù)某紙業(yè)再生紙廢水處理站地形地貌條件和項(xiàng)目運(yùn)行環(huán)境條件,合理布置廢水處理工程各構(gòu)筑物高程,并設(shè)計(jì)完成高程圖及圖紙清繪工作1.3設(shè)計(jì)依據(jù)、規(guī)范和原則 1.3.1設(shè)計(jì)依據(jù) (1)中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法和水污染防治法 (2)國務(wù)院
4、(1998)第253號(hào)令建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例 (3)實(shí)地監(jiān)測(cè)得到水量水質(zhì)和處理系統(tǒng)情況資料 1.3.2設(shè)計(jì)規(guī)范 (1)制漿造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)GB3544-2008 (2)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50014-2006 (3)建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50015-2003 (4)給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50106-2001 1.3.3設(shè)計(jì)原則 (1)本設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)規(guī)定,廢水經(jīng)處理后必須確保各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到制漿造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)。 (2)采用簡單、成熟、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝,保證處理效果,節(jié)省投資和運(yùn)行管理費(fèi)用。 (3)設(shè)備選型兼顧通用性和先進(jìn)性,運(yùn)行穩(wěn)定可靠、效
5、率高、管理方便、維修維護(hù)工作量少、價(jià)格適中。 (4)系統(tǒng)運(yùn)行靈活、管理方便、維修簡單。 (5)工程建設(shè)完成后,力爭達(dá)到社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益的最佳統(tǒng)一。1.4廢水水質(zhì)水量 1.4.1設(shè)計(jì)水量 根據(jù)有關(guān)部門提供的資料,結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況和廠家要求,某紙業(yè)廢水處理工程設(shè)計(jì)水質(zhì)水量情況具體如表1-1。 表1-1進(jìn)水水質(zhì)水量水量(m3/d)COD( mg/L)BOD( mg/L)SS (mg/L)pH廢水水質(zhì)1000800-1500350-450500-130069設(shè)計(jì)取值10001350400110069 1.4.2設(shè)計(jì)出水水質(zhì) 本設(shè)計(jì)1000m3/d的污水經(jīng)處理后,去除一定量的SS,其中500
6、 m3/d回用至造紙系統(tǒng)的碎漿、和漿、混合等工段,其余500 m3/d進(jìn)入生化系統(tǒng),處理后的出水需達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)制漿造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)GB3544-2008現(xiàn)有制漿造紙企業(yè)中廢紙制漿造紙業(yè)水污染物排放限值,設(shè)計(jì)的處理出水水質(zhì)水量排放參數(shù)如下表1-2所示:表1-2處理后排放水質(zhì)水量情況一覽表排放量(m3/d)CODCr (mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH50090203069處理率%93.39597.2第2章 概述 某紙業(yè)是一家以廢紙作為原料的生產(chǎn)企業(yè),以生產(chǎn)書寫紙、防近視紙、毛邊紙、包裝紙、高強(qiáng)度瓦楞紙為主,適量生產(chǎn)一些掛面箱板紙的新項(xiàng)目。其生產(chǎn)流程為:廢紙浸泡-蒸煮-粉碎
7、-漂洗-成紙。廢水污染源主要是再生紙?jiān)旒垙U水、鍋爐除塵廢水。造紙廢水主要是廢紙制漿廢水和白水,其中主要是白水,一部分白水回用于造紙系統(tǒng)的碎漿、和漿、混合等工段,剩余的白水經(jīng)廢水處理設(shè)施處理后排入廠界之外的沙溪河。第3章 工藝比選 工藝方案的選擇對(duì)于污水處理設(shè)施的建設(shè)、確保處理設(shè)施的處理效果和降低運(yùn)行費(fèi)用發(fā)揮著最為重要的作用,因此需要結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)模、污水水質(zhì)特性及該廠的實(shí)際條件和要求,選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝。在選擇過程因遵循以下原則:(1) 所選的工藝必須技術(shù)先進(jìn)、成熟,對(duì)水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定,能保證出水水質(zhì)達(dá)到工廠使用標(biāo)準(zhǔn)及國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求;(2) 所選工藝應(yīng)減少基建投資
8、和運(yùn)行費(fèi),節(jié)省占地面積和降低能耗;(3) 所選工藝應(yīng)易于操作、運(yùn)行靈活且便于管理。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)水量,應(yīng)能對(duì)工藝運(yùn)行參數(shù)和操作進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整;(4) 所選工藝應(yīng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,提高操作管理水平;(5) 所選工藝應(yīng)最大程度減少對(duì)周圍環(huán)境的不良影響(氣味、噪聲等)。 本設(shè)計(jì)中采取物化加生化處理的典型工藝流程如下:生物接觸氧化法具有掛膜快、無污泥回流系統(tǒng)、無污泥膨脹危害適用于中小型污水處理,所以本設(shè)計(jì)中采用此方法。第4章 工藝計(jì)算 4.1粗細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 由于造紙廢水中懸浮物多,設(shè)置格柵能夠有效攔截較大的懸浮物,處理能力高,不易堵塞,針對(duì)造紙廢水的特點(diǎn)在工程實(shí)踐中一般設(shè)置粗細(xì)格柵,粗格柵間隙常采用16
9、到40mm,細(xì)格柵1.5到10mm一方面為了使泥沙不至于沉積在溝渠底部,另一方面為了使截留的懸浮物不至于沖過格柵,通常柵前水流速度采用0.40.9m/s本設(shè)計(jì)中取柵前水流速度 =0.5m/s4.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 1粗柵條間隙 b1=19mm;2柵前水深 h=0.2m;3柵前渠道內(nèi)水流速度 0.5m/s;4過柵流速 v=0.8m/s;5格柵的傾角 =45°,便于人工清除柵渣;6進(jìn)水渠寬 B=0.4m;7柵條寬度 s=0.01m,采用矩形;8柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m。 4.1.3粗格柵計(jì)算 1最大設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)流量Q=1000m3/d=0.0116m3/h取廢水流量時(shí)變化系數(shù)Kz=1.4
10、,2柵條的間隙數(shù)個(gè)柵槽寬度 由于計(jì)算結(jié)果偏小,考慮到清渣及設(shè)備堵塞問題,故取B=0.4m,由,得n14個(gè)。3通過格柵的水頭損失h1格柵受柵渣堵塞時(shí),水頭損失增大的倍數(shù)取為3,則阻力系數(shù)通過格柵的水頭損失4粗格柵前總高度H15柵后槽總高度H4.1.4細(xì)格柵計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)1粗柵條間隙 b11=5mm;2格柵的傾角 =45°;3柵條寬度 s=0.005m,采用矩形。設(shè)計(jì)計(jì)算1柵條的間隙數(shù)n柵槽寬度 由于計(jì)算結(jié)果偏小,考慮到清渣及設(shè)備堵塞問題,故取B=0.4m,由,得n41個(gè)。2通過格柵的水頭損失h11格柵受柵渣堵塞時(shí),水頭損失增大的倍數(shù)取為3,則阻力系數(shù)通過格柵的水頭損失3細(xì)格柵后槽總高度H
11、取格柵高度為0.8m。4槽總長度 5每日柵渣量取柵渣量W1=0.18m3/103m3污水。每日柵渣量W0.2m3/d。4.2調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)1停留時(shí)間 廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)的停留時(shí)間取為該廢水水質(zhì)水量一個(gè)變化周期的時(shí)間,根據(jù)造紙廠的污水排放規(guī)律,取調(diào)節(jié)池停留時(shí)間為6h;2超高 超高取1.25m;3出水方式 出水處設(shè)置吸水井,通過水泵抽送。4.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算1調(diào)節(jié)池池容的確定:調(diào)節(jié)池有效水深為3.75m,面積為80m2,池長10m,池寬8m,池子總高度為5m。尺寸為10×8×5m3。2調(diào)節(jié)池出水管管徑的確定出水部分為潛污泵提升,出水流量,取出水管流速為1m/s,
12、出水管設(shè)計(jì)為有壓管,取管徑d=125mm,流速為3附屬設(shè)備選用布魯克林環(huán)保設(shè)備有限公司的WQ潛水排污泵,其型號(hào)參數(shù)如表1-1所示:表1-1 潛水排污泵型號(hào)及參數(shù)型號(hào)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)功率(kw)備注WQ70-14-5.5 70145.5兩臺(tái)(一用一備)4.3 氣浮池設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù):待處理廢水量 X =1000m³懸浮固體濃度 Sa =1100mg/L氣固比 Aa/S=0.03溶氣壓力 P=4.2atm (324.3KP)空氣在水中飽和溶解度 Ca=Cs=1.206×22.8=27.5mg/L (10°C)溶氣罐內(nèi)停留時(shí)間 T1=3min氣浮池內(nèi)接觸時(shí)間
13、T2=5min分離區(qū)內(nèi)停留時(shí)間 Ts=30min浮選池上升流速 V=0.09m/min溶氣效率 f=0.81) 確定溶氣水量Qr Qr=QSa(A/S)/Ca(fP/P-1)=1000×1100×0.03÷27.5×(4.2×0.8-1)=508.47m³/d取回流水量Qr=510m³/d2) 氣浮池設(shè)計(jì) 接觸區(qū)容積Vc Vc=(QQr)T2÷(24×60)=(1000510)×5÷(24×60)=5.24m³ 分離區(qū)容積Vs Vs=(QQr)Ts÷(24
14、×60)=(1000510)×30÷(24×60)=31.46m³ 氣浮池有效水深H H=V×Ts=0.09×30=2.7m 分離區(qū)面積As和長度L2 (取池寬B=2m) As=Vs/H=31.46÷2.7=11.65m² 則分離區(qū)長度L2=As/B=11.65÷2=6m 接觸區(qū)面積Ac和長度L1 Ac=Vc/H=5.24÷2.7=2m² L1=Ac/B=1m 浮選池進(jìn)水管 Dg=200mm, V=0.9947m/s 浮選池出水管 Dg=150mm 集水管小孔面積S 取小孔流
15、速V1=2m/s S=(QQr)÷(24×3600V1)=1510÷24÷3600÷2=0.00875m² 取小孔直徑D1=0.015m 則孔數(shù)=4×0.00875÷3.14÷(0.015)²=50個(gè) 孔2向下,與水平成45°角,分兩排交錯(cuò)排列 浮渣槽寬度L3,取L3=0.8m 浮渣槽深度h'=1m,槽底坡度=0.5,坡向排泥管,采 用Dg=200mm3)溶氣罐設(shè)計(jì) (部分回流加壓溶氣)溶氣罐容積V1 V1=Qr×T1÷(24×60)=510
16、15;3÷24÷60=1.1m³ 選用C-1/0.7型進(jìn)出水管管徑 均采用100mm管徑,流速1.24m/s4) 容壓機(jī)Qg=510÷24×53×1.2=1351.5(L/h)選用Z-0.036/7型容壓機(jī)一臺(tái)4.4 水解酸化池設(shè)計(jì)計(jì)算水解酸化主要用于有機(jī)物濃度、SS較高的污水處理工藝,是一個(gè)比較重要的工藝。,主要是為了提高后級(jí)接入的接觸氧化工藝的去除效率。4.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)1進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)水水質(zhì)見表1-2。表1-2水解酸化池水質(zhì)表污染因子進(jìn)水出水去除率COD(mg/L)675480292容積負(fù)荷(Nv)進(jìn)水容積負(fù)荷取Nv=4 kgC
17、OD/m3d。4.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算1水質(zhì)水量與要求水質(zhì)設(shè)計(jì)平均流量Q=500m3/d=20.8m3/h;進(jìn)水COD=675mg/L;出水COD=480 mg/L;2有效容積V的確定按進(jìn)口負(fù)荷求有效容積:V=Q×So/Nv=500×675/(4×1000)=84.37(m3/填料)3水解酸化池總面積A取填料總高度為H=3m,則:A=V/H=84.37/3=28.12(m2)4水解酸化池分格設(shè)濾池分格數(shù)n=2,則每格濾池面積為A0為:A0=A/n=28.12/2=14.06(m2)設(shè)濾池為正方形,取池尺寸為4×4m2。 5水解酸化池總高度H0取超高h(yuǎn)1=0.
18、5m(一般為0.50.6m),填料以上水深取h2=0.5m(一般為0.40.5m),池底配水高0.5m。H0=H+h1+h2+h3=3+0.5+0.5+0.5=4.5m6所需填料總體積V´V´=nA0H=2×4×4×3.0=96(m3)選用湖南清之源環(huán)保科技有限公司QZY組合纖維填料。具體參數(shù):支架間距200-250mm;外型尺寸200mm;骨架尺寸200mm;纖維長度180mm。運(yùn)行狀態(tài):正常運(yùn)行狀態(tài)下細(xì)菌附著生長,有骨架支撐細(xì)菌不易流失,耐沖擊負(fù)荷。 4.5 接觸氧化池設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)1進(jìn)出水水質(zhì)接觸氧化池設(shè)計(jì)平均流量Q=500 m3/d=
19、20.83m3/h,進(jìn)水水質(zhì)見表1-3;表1-3接觸氧化池水質(zhì)表污染因子進(jìn)水出水去除率COD(mg/L)4809081BOD5(mg/L)30020932容積負(fù)荷(Nv) 進(jìn)水容積負(fù)荷取M=1.4kgCOD/ m3d。3接觸時(shí)間(t)接觸時(shí)間取10h。4氣水比(D0)氣水比取181。設(shè)計(jì)計(jì)算1接觸氧化池的有效容積V 2接觸氧化池總面積濾料層總高度 一般 H=3m;則接觸氧化池總面積 F=將接觸氧化池分為3格,則每格氧化池面積f=F/3=46.43/3=15.47m2取每格氧化池的尺寸為3校核接觸時(shí)間接觸氧化池有效接觸時(shí)間4池總高度濾料高度 H = 3 m;超高 h1 = 0.5 m;填料上水深
20、 h2 = 0.5 m;配水區(qū)高度 h3 = 0.6 m;池總高度 H0 =H+h1+h2+h3=3+0.5+0.5+0.5=4.5m5´污水在池內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)間6所需填料總體積V´V´= nA0H=37需氣量每立方米污水需氣量 D0 = 18 m3 /m3;每天所需空氣量為三格氣量分配為522則三格氣量分別為5000m3/d2000m3/d2000 m3/d設(shè)總管氣速為 ;則總管管徑為 取空氣管直徑為100mm的鍍鋅管,則氣速為接觸氧化池1取干管流速為12m/s,管徑取干管管徑為80mm,則氣速采用BOE膜片式微孔曝氣器,服務(wù)面積為0.45m2。共需要曝氣器數(shù)量
21、校核氣量:曝氣器空氣流量為3m3/h。一天共產(chǎn)生氣量故需要曝氣器數(shù)量為個(gè)接觸氧化池1用72個(gè)曝氣器,采用8×9布置。分為8根支管,支管間距為450mm,支管空氣流速為5m/s,則管徑取管徑為50mm的PVC管,則氣速為每根支管上布有9個(gè)曝氣頭,間距為0.4m。接觸氧化池2、3取干管流速為12m/s,管徑取管徑為20mm的鍍鋅管,則氣速為采用BOE膜片式微孔曝氣器,服務(wù)面積為0.45m2。共需要曝氣器數(shù)量校核氣量:曝氣器空氣流量為3m3/h。一天共產(chǎn)生氣量符合供氣要求分為6根支管,支管空氣流速為5m/s,則管徑取管徑為32mm的PVC管,則氣速為每根支管上布有6個(gè)曝氣頭,間距為0.6m
22、。設(shè)備采用BOE膜片式微孔曝氣器,其主要技術(shù)參數(shù): 曝氣器尺寸: 260mm ;服務(wù)面積:0.25-0.55平方米/個(gè);曝氣膜片運(yùn)行平均孔隙:80-100微米; 空氣流量:1.5-3平方米/個(gè) ;-1 ;氧利用率:(水深3.2m)18.4-27.7% ;充氧能力:3h ;充氧動(dòng)力效率:;曝氣阻力:180-280mmH2O ;空氣管設(shè)計(jì)流速:干管為10-15m/秒,支管為5m/秒。8剩余污泥量剩余污泥量: =4.6豎流式沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算1沉淀池各部分尺寸的確定沉淀區(qū)的高度h2取沉淀時(shí)間為1h;沉淀部分上升流速為0.0007m/s。沉淀區(qū)的有效斷面面積f中心管有效過水?dāng)嗝婷娣eA1設(shè)中心管水流下降速度
23、為v0=0.03/s,則:沉淀池總面積A 中心管的直徑d 取中心管直徑為0.6m,中心管面積為沉淀池的直徑D 取邊長3.0m。沉淀池當(dāng)量直徑為 驗(yàn)算徑(D)深(h2)比(符合要求)2 喇叭口及反射板尺寸的確定喇叭口直徑d1 反射板直徑d2 中心管喇叭口與反射板之間縫隙的高度h3設(shè)縫隙中的水流速度v1=0.008m/s,則:3沉淀池的總高度H沉淀池污泥產(chǎn)量的計(jì)算略,取污泥斗的傾角為45o,邊長為0.5m。則貯泥斗的高度取沉淀池的超高h(yuǎn)1為0.6m。緩沖層高h(yuǎn)4=0(泥面低)。則沉淀池的總高度H為: 4沉淀池出水部分的計(jì)算集水系統(tǒng)為收集處理水,沿池周邊向內(nèi)側(cè)設(shè)排水槽,槽寬為b=0.4m,排水槽外側(cè)
24、邊長為。單池槽周長為 排水槽每米長的負(fù)荷為 符合設(shè)計(jì)要求。5出水方式采用三角形鋸齒堰出水,設(shè)堰上水頭為,則每邊7個(gè)三角堰口。4.7重力濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算 為了方便后續(xù)污泥的機(jī)械脫水處理,減小污泥脫水中污泥的混凝劑的用量以及機(jī)械脫水設(shè)備的容量,需對(duì)污泥進(jìn)行濃縮處理 ,降低其含水率。本設(shè)計(jì)采用間歇式濃縮池,運(yùn)行時(shí)應(yīng)先排除濃縮池的上清液,騰出池容,在投入待濃縮的污泥,為此濃縮池的深度方向上的不同高度應(yīng)設(shè)上清液排水管。4.7.1 設(shè)計(jì)參數(shù)儲(chǔ)泥時(shí)間設(shè)計(jì)為24h 。 4.7.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 為了方便后續(xù)污泥的機(jī)械脫水處理,減小污泥脫水中污泥的混凝劑的用量以及機(jī)械脫水設(shè)備的容量,需對(duì)污泥進(jìn)行濃縮處理 ,降低其含水率。本設(shè)計(jì)采用間歇式濃縮池,運(yùn)行時(shí)應(yīng)先排除濃縮池的上清液,騰出池容,在投入待濃縮的污泥,為此濃縮池的深度方向上的不同高度應(yīng)設(shè)上清液排水管。1污泥日排放量(以體積計(jì))氣浮系統(tǒng)浮渣均回流,生化處理剩余污泥量為X=45Kg/d,按污泥平均含水率為99 %,污泥容重=1t/m3計(jì)算每天應(yīng)排除的污泥體積為:2重力濃縮池總有效體積取濃縮池高
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