某高盐食品废水处理工程实施方案.docx
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某高盐食品废水处理工程实施方案
某高盐食品废水处理工程
实施方案
附图:
附图1、项目地理位置图
附图2、污水处理站工艺流程图
附图3、污水处理站平面布置示意图
1总论
1.1项目概况
1.1.1项目名称
xx湖生态环境保护项目xx食品有限公司废水处理工程
1.1.2项目监管单位
xx市人民政府
1.1.3项目承担单位
xx市环境保护局
xx食品有限公司
1.1.4编制单位
xx省xx研究院
1.1.5项目建设地点
xx市xx镇xx村
1.1.6建设内容与规模
新建一座处理规模为150t/d的污水处理站,占地面积约为900m2,废水处理采用“两段生化处理工艺”的A/O生化工艺,能有效的去除主要污染物COD,BOD5以及SS,出水能够达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准。
1.1.7项目进度
项目建设时间计划为1年,实施进度为:
xx年10月-xx年9月
1.1.8投资概算
建设项目总投资为xx万元,其中:
工程费用xx万元,占总投资的81.63%;其他建设费用19.15万元,占总投资的9.28%;预备费18.77万元,占总投资的9.09%。
拟申请中央湖泊生态环境保护试点项目专项资金100万元;企业自筹资金106.46万元。
1.1.9效益分析
项目的实施能够有效控制xx食品有限公司废水对环境的影响,减少废水污染排放,实现年减排CODcr29吨/年,BOD59.7吨/年,SS3.9吨/年;同时也能一定程度上改善公司工人的工作环境。
项目建成后,CODCr、BOD5等污染物的减排将使区域内环境质量向良性循环的方向发展,保护xx湖的生态环境。
1.2编制依据及基础资料
(1)《中华人民共和国环境保护法》;
(2)《中华人民共和国水污染防治法》;
(3)《中华人民共和国水污染防治法实施细则》;
(4)《中华人民共和国节约能源法》(1998年1月1日施行);
(5)《xx省环境保护条例》;
(6)国家发展与改革委员会发布的《投资项目可行性研究指南》;
(7)国家发展改革委和建设部发布的《建设项目经济评价方法与参数》(第三版);
(8)xx湖生态环境保护总体规划(xx-2017);
(9)高含盐有机废水处理的相关实例和设计资料;
(10)现场调查及项目单位提供的相关基础资料。
1.3主要规范及设计标准
(1)国务院令第253号《建设项目环境保护管理条例》;
(2)国办发(1996)31号《国务院关于环境保护若干问题的决定》;
(3)《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》(国发[2005]22号);
(4)《评价企业合理用电技术导则》(GB/T3485-1998);
(5)国家计委、国务院经贸办公室、建设部文件资源(1992)1959号《关于
建设和技术改造项目可行性研究增列“节能篇章”的暂行规定》;
(6)国务院办公厅下发的30号文件《关于开展资源节约活动的通知》(2004);
(7)国家经贸委资源(2000)1015号《关于加强工业企业节水工作的意见》;
(8)《室外排水设计规范》GBJ14-87(97年修改版);
(9)《室外给水设计规范》GBJ13-86(97年修改版);
(10)《污水综合排放标准》GB8978—1996;
(11)《地表水环境质量标准》GB3838-2002;
(12)《污水排入城市下水道水质标准》CS3082-1999;
(13)《城镇污水处理站附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31-89;
(14)《城市污水处理站污水污泥排放标准》CJ3025-93;
(15)《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84;
2项目建设的背景和必要性
2.1项目建设的背景
xx湖工业污染主要来源于xx食品加工。
沿湖5个乡镇有十几个食品厂,年加工能力10000t,每年需食盐1000t以上,xx腌制后含有大量食盐的废水都排入了毛里湖,是造成水体污染的重要来源。
2012年,xx食品加工废水排放量约为8万t。
xx食品有限公司建厂于1994年,主要进行xx食品加工,环保治理设施缺乏。
厂区现在针对生产废水未经处理直接排入沟渠,最后汇入xx湖。
xx食品加工产生的废水COD、BOD浓度高,而且食盐含量高,严重影响了xx湖的水质。
为了减少企业生产废水对xx湖水体带来的环境影响,废水治理已经刻不容缓。
2.2项目建设的必要性
2.2.1是保障居民饮用水安全的需要
xx湖作为周边乡镇,即xx、xx、xx、xx、xx等乡镇直接饮用水源地,直接关系着周边地区数十万人民群众的饮水安全。
同时,xx湖还将作为xx市、xx县、xx县战略备用饮用水源地,关系着上百万居民饮用水安全。
本项目的实施,能减少有机污染物进入xx湖,有效防治xx湖水质的恶化,从而保障湖区周边居民饮用水的安全,因此,本项目实施是非常必要的。
2.2.2是保护xx湖生态环境的需要
xx湖生物多样性丰富,具有较强的湿地生态功能。
xx湖湿地内共调查到维管束植物735种、鱼类资源77种、两栖动物13种、爬行动物25种、鸟类127种、哺乳动物18种;其中国家重点保护植物12种,国家二级保护鸟类17种,国际贸易公约收录物种22种,有益的或者有重要经济、科学研究价值的国家保护物种96种。
xx食品有限公司xx加工厂排出的废水COD,BOD浓度高,且食盐含量高,进入水域后,会迅速消耗水中的溶解氧,造成鱼类和其它水生动物因缺氧而死亡;另一方面也会促使水底的有机物质在厌氧条件下分解,产生臭气,恶化水源,滋生害虫,污染环境影响卫生,进而影响xx湖的生态环境。
因此,对xx食品有限公司xx加工厂的废水进行治理是非常必要的。
2.2.3是加强生态文明建设,维系湖泊生态系统良性循环的紧迫任务
xx湖流动性差,生态系统脆弱。
国内外的经验表明,一个流域生态功能一旦退化,由于系统的结构难以在短期内恢复,要恢复水环境功能,需要长期的过程,付出成倍的代价。
目前,xx湖水环境质量比较稳定,但若不加强对周围污染企业的治理,势必会对xx湖的生态环境带来破坏。
综上所述,本项目的实施将有效治理企业污染,突出“源头控制、过程阻断及末端治理”的全过程生命周期理念,充分保障该区域良好环境、人民的安全利益和经济利益,因此,本项目的实施十分必要。
3企业现状
3.1企业概况
xx食品有限公司成立于1994年,是一家xx加工销售为一体的综合性食品加工企业,注册资金550万元,公司加工厂占地面积31.6亩,员工200人,可年产加工xx2000吨,每年生产时间为3个月。
公司位于xx市xx镇xx村,距离xx湖约300米,交通便利。
3.2企业生产
3.2.1生产工艺
xx食品有限公司的xx加工生产主要包括以下工序:
鲜xx清洗—腌制—修剪—浸泡—分级—包装
鲜xx清洗:
鲜xx收购后进行原料清洗,洗去鲜xx泥土等杂质,并晾干。
腌制:
将洗净晾干后的鲜xx放入腌制池中用食盐腌制,腌制周期最少为45天,
修剪:
腌制完成后,对xx进行修剪,剪去粗糙表皮。
浸泡:
入桶浸泡,浸泡时间一般为15天左右,
分装:
浸泡完成后对xx依据大小进行分级,最后成品包装,并注明商标、质量、名称、出厂日期等。
。
根据企业提供的基础资料,完成1吨xx加工大约需用水4—5吨,食用盐0.6吨左右。
3.3企业排水现状
企业生产废水经排污沟渠直接排放,最终汇入xx湖。
根据企业提供的资料,公司生产能力为年产加工xx2000吨,每年主要集中在3个月内生产,日最大产量30吨,吨产品耗用水4~5吨,年产生xx生产废水10000m3,日最大排水量130m3。
3.4废水特性
该公司xx加工产生的废水主要来自于
(1)xx清洗过程中产生清洗废水;
(2)xx腌制后的腌制废水;(3)xx浸泡后排放的废水(4)车间地面、设备冲洗废水等。
废水主要特征如下:
(1)排放季节性强,主要集中在6月、7月、8月这三个月排放;
(2)清洗废水中含有大量泥沙、xx皮等物质,修剪过程中产生的xx果皮随意堆积,进入排水沟中,废水中的悬浮物含量高;
(3)主要污染物为有机污染物,且含食盐浓度较高,属于高含盐有机废水。
参照同类型xx加工厂的废水监测数据,xx食品有限公司的xx加工生产废水水质情况如表3-1。
表3-1废水水质情况表
污染指标(mg/L,pH无量纲)
pH
CODcr
BOD5
SS
NH3-N
4.5~5.5
2800~3150
900~1000
420~460
30~35
废水中食盐含量为9600mg/L(以Cl-计)。
4建设条件
4.1地理位置
xx湖位于xx市的东南部,距xx市区25km,东至xx镇,西至xx镇和xx乡,北至xx乡,南至xx镇。
地理坐标为:
东经111°51′08″-111°58′28″,北纬29°20′48″-29°29′40″。
xx镇位于xx市西南方,东与xx镇隔岸相望,南连xx乡,西与xx县xx乡、xx镇毗邻,北与xx乡接壤,xx、中、北三大湖泊延伸其中。
xx镇地理位置优越,交通便利。
全镇共有一条县级主干道,由南往北贯穿全镇,东与省一级公路相毗邻。
xx镇距xx市区仅18公里,距xx县仅25公里,距xx市市区仅50公里。
xx食品有限公司位于xx市xx镇xx村,距离xx湖约300米。
项目地理位置见附图1。
4.2地形地貌
项目所在的xx镇属丘陵山区,地形平缓,xx湖周边是坡度平缓的丘岗地,海拔28-267,海拔在50以下的区域约占62%,100以下的约占95%,地势西南>西北>东北>东南,水体由西向东穿过流域。
整个区域坡度较小,15度以下的区域约占90%。
4.3气候特征
项目区所在的xx市属中亚热带向北亚热带过渡的季风潮湿气候区。
四季分明,干湿明显,雨量丰沛,日照充足。
多年平均降水量为1283毫米;水面平均蒸发量1320.3毫米,陆地平均蒸发量726.8毫米;多年平均气温16.6℃,主导风向为北偏东。
4.4自然资源
xx物产资源丰富。
卤水储量、食盐产量居xx之首;附近的雄磺储量、品位和产量为全国之冠;粮食、棉花、果、芦苇、蚕丝等农副产品资源富足。
市内的西湖为xx省第二大淡水湖,面积6万亩,是从事水产养殖和水上娱乐的黄金水面,已成为xx大湖水殖股份有限公司水禽水产的综合开发主要基地。
4.5经济与产业
xx湖流域主要以农业为主,特色农业包括特种水产养殖、藠果种植、畜禽养殖、蘑菇/中药材/水果/茶业种植等。
流域内工业和服务业相对落后,全流域现有工业企业20多家,企业规模较小,xx湖沿湖5个乡镇有十几个食品厂,主要从事xx加工,年加工能力10000t。
5废水处理站设计方案
5.1废水处理站设计规模
根据业主提供的资料,公司加工xx年产量2000吨,日最大产量30吨,吨产品耗用水4~5吨,年产生xx生产废水10000m3,日最大排水量130m3,考虑到企业未来的发展与扩建的可能以及一定的设计富余量,设计新建废水处理站规模为150m3/d。
5.2废水处理站进、出水水质
5.2.1设计进水水质
参照同类型工程废水水质监测数据,确定xx加工废水处理站的进水水质为:
表5-1设计进水水质情况表
污染指标
CODcr(mg/L)
BOD5(mg/L)
SS(mg/L)
氨氮(mg/L)
色度(倍)
pH
3000
1000
460
35
300
4-6
5.2.2设计出水水质
xx加工生产废水经本废水处理站处理后达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
中的一级排放标准。
处理出水水质主要指标如下:
表5-2设计出水水质情况表
污染指标
CODcr(mg/L)
BOD5(mg/L)
SS(mg/L)
氨氮(mg/L)
色度(倍)
pH
≤100
≤30
≤70
≤15
≤50
6-9
5.3废水处理站的站址选择
5.3.1站址选择原则
站址选择遵守以下原则:
(1)靠近xx加工生产厂,减少排放废水管道投资。
(2)位于厂区的下风向,并尽量减少对生产区和生活区环境的影响。
(3)站址设于地势较低处,便于废水收集管道系统重力流敷设,避免增设提升泵站,降低收集系统工程造价和运行费用。
(4)周围有可扩建的用地,有利于废水处理站的扩建。
(5)不受洪水威胁,至少保持在20年一遇洪水位以上。
(6)站址应有较好的地质条件。
5.3.2废水处理站站址选择
根据xx食品有限公司的用地情况及现场踏勘,该公司xx加工废水处理
站拟选在厂区内。
5.4xx加工废水处理站废水、污泥处理要求
5.4.1xx加工废水处理要求
xx加工废水处理后实现在线监测。
按废水处理站出水应达到的出水水质要求,
并根据本工程的设计进出水水质,得到废水的处理程度要求,见表5-3所示。
表5-3xx加工废水处理程度一览表
指标
进水(mg/L)
出水(mg/L)
去除率(%)
CODcr
3000
100
96.7
BOD5
1000
30
97
SS
460
70
84.8
NH4-N
35
15
57.1
磷酸盐(以P计)
20
0.5
97.5
色度(稀释倍数)
300
50
83.3
表5-3以可知xx加工生产废水具有以下特点:
(1)BOD5/CODcr为0.33,表明该废水具有较好的可生化性;
(2)BOD5/TP为50,大于20,采用生物除磷工艺,有可能获得较好的除磷效果;
(3)食盐含量高达9600mg/L(以Cl-计);
高盐环境会对正常的生物处理系统产生一定的冲击,废水处理应选择对此有较好适应性的工艺。
因此,采用常规的生物处理不能满足所要求的出水水质,特别是氮、磷指标,必须采用生物处理技术与物化处理技术相结合的综合处理手段。
项目实施前,未经处理的xx加工废水排放量为111m3/d共计10000m3/年,治理后将减排CODcr29吨/年,BOD59.7吨/年,SS3.9吨/年。
5.4.2污泥处理要求
xx加工废水处理站废水处理过程中产生的栅渣、污泥应进行妥善处置,使之不
会对周围的环境造成不良影响,避免二次污染。
5.5废水处理站废水处理工艺
5.5.1工艺设计原则
(1)废水处理设计原则:
①成熟、高效、先进的废水处理工艺;②投资及运行费用低,占地少;③操作管理方便、劳动强度小;④总平面布置力求紧凑,其绿化面积不小于30%。
(2)污泥处理设计原则:
①根据xx加工废水处理工艺,按其产生的污泥量、污泥性质,结合xx市的自然环境及处置条件选用符合实际的污泥处理工艺;②根据xx加工废水处理站污泥排出标准,采用合适的脱水方法、脱水后污泥含固率大于20%;③妥善处置xx加工废水处理过程中产生的栅渣和污泥,避免二次污染。
5.5.2废水处理工艺方案的选择
根据进水水质和出水水质要求及处理规模,xx加工废水处理工艺应选择能去除高盐废水中有机物,同时具有脱氮除磷功能的工艺。
xx加工废水处理技术在国内外未见报道,但对其它的高含盐、高浓度有机废水处理的研究有如下进展:
一般认为,当废水含盐量为5~10g/L时,对生物处理系统会产生明显的影响。
根据报道,Cl-在5~10g/L时,对生物处理产生中等抑制作用。
此值不同的研究报道差别很大,也有Cl-浓度为30g/L甚至更高,而运行基本正常的报道。
也有研究认为对生化反应的起抑制作用的主要是Na+,当Na+>3.5g/L将产生抑制作用。
美国的Dalmacija等采用粉末活性炭(PAC)活性污泥法处理含盐29g/L的油田废水,避免了较高水力负荷下活性污泥的流失,附着于PAC表面的固定微生物对废水的净化作用较强,达到了预期的处理效果。
AnL等采用两段生物接触氧化法处理含盐25g/L和35g/L的有机废水,经过微生物驯化,当进水BOD5<400mg/L时,去除率一般在90%以上,但系统BOD5的去除率随着有机负荷的加大而逐渐降低。
青岛化工厂采用生物接触氧化法处理含盐1.8%~2.8%的氯丁橡胶废水,污泥经高盐浓度的驯化后用于处理该废水,当水力停留时间为10h时,COD和BOD5的去除率分别达到了81%和93%。
张利、王文兰采用深井曝气生化法处理高盐度、高pH、高有机含量的环氧丙烷皂化废水,废水COD由1800~2200mg/L降到100~150mg/L,pH值由11.0~13.0降到6.5~7.5,COD总去除率90%以上,出水COD达到了国家排放标准。
此外,对染料工业高盐(15%)、高浓度(COD=20g/L)、高色度的弱酸性染料废水,采用碳化法(热分解和缩合)处理,废水经碳化处理后,出水水质各项指标均达到国家排放标准。
Woolard从盐湖城盐土中分离出一些嗜盐异养微生物,在SBR和序批式生物膜反应器(SBBR)中培养微生物,处理含盐量高达1%~15%的合成含酚废水,发现当盐浓度在5%时,SBR反应器中的污泥絮体形成受阻,导致出水SS过高。
而SBBR反应器中则不存在这个问题,即使含盐量高达15%,对酚的去除率仍然在99%左右。
高盐环境及盐浓度的变化会对正常的生物处理系统产生一定的冲击,但近年来也有研究表明:
当盐浓度达到20~30g/L,也能够取得较好的处理效果,经适当驯化和筛选,生物处理系统对盐的耐受力可以得到加强,抑制浓度能够提高数倍。
从国内外含盐有机废水处理技术看,根据含盐量的不同,采用物化处理与生物处理相结合的工艺,对各种含盐有机废水进行了较为成功的处理,如接触氧化法、粉末活性炭(PAC)活性污泥法、SBR工艺、ASBBR工艺、深井曝气法等。
本项目xx加工生产排放的废水主要来自于xx清洗、腌制和浸泡废水,废水超标项目是CODcr、BOD5、SS、色度、氨氮、磷酸盐等。
这类废水富含有机碳水化合物和蛋白质,排入水体后,在微生物水解酶的作用下发生降解,在降解过程中消耗大量溶解氧,极易造成水中溶解氧不足,使有机物厌氧发酵而导致水体发黑发臭。
因此该废水有害无毒,属于高浓度可生化性强的有机废水。
xx加工生产的废水中还有较多的NaCl,高盐度引起的渗透压会增高对微生物的抑制作用。
尤其是xx腌制废水的排放,其含盐量很高,将对生化处理工艺产生冲击。
必须在车间收集后,采用小泵逐步均匀排放进废水调节池,防止因氯化钠含量过高,对生化处理工艺产生冲击。
xx腌制产生的废水中还含有植物蛋白,总氮含量较高,生化处理过程中容易转化为氨氮。
xx加工生产过程中废水排放时间、排水量和排水水质波动性比较大。
根据对xx加工生产废水特点与性质、处理工艺的思路分析,及对处理工艺过程中操作单元的选择,同时结合国内、外相似生产废水治理的经验可知,xx加工生产废水COD浓度高、色度深、成分复杂、水质变化大且溶解性无机盐类(主要为NaCl)含量高,处理难度较大。
浙江大学能源工程设计研究院针对富盐废水中嗜盐菌筛选和改良高效降解菌并对所筛选的菌株和菌群的生长条件做了详细研究。
依托已有菌株资源和天然高盐样品资源,用高盐废水作为培养基筛选具有高降解活性的菌群,或通过在培养基中添加废水中特定成份筛选降解目标污染物的高效菌。
生长条件包括盐度、温度、pH值对生长的影响,菌株碳氮源的利用,菌株的产酶性质,重金属离子对菌株的抑制作用等。
根据实际需要,通过分子生物学手段改良菌株,提高难降解污染物的降解效果。
根据菌株的生长特性和高盐废水自身特点,选择和设计合理的微生物处理工艺,分析微生物处理工艺中菌株对污水污染物的降解效果。
在优化生物处理过程的基础上适当结合物理、化学处理手段,针对蔬菜腌制行业排放的高盐废水提出经济合理的处理工艺,在宁波设计建造了一个高盐废水处理示范工程。
废水排放达到《污水综合排放标准》GB8978-1996一级排放标准。
建立了针对富盐有机废水具有快速、高效降解有机物能力的微生物菌株筛选技术;并采用定向富集技术来筛选在富盐有机污水中快速生长的微生物,并根据污水水质分析结果选择特定底物来进行筛选,可快捷的建立降解效果最优的菌群。
通过分子生物学技术改良菌株,构建高效降解富盐有机废水的工程菌;对菌种进行改良可解除或突破微生物代谢调控的控制,把原始菌种改造成能在特定条件下进行异常代谢的菌株,这将大大提高菌株的降解效率,获得改良菌株的方法使用随机诱变和重组DNA技术。
由于xx食品有限公司xx加工生产废水经处理后最终排至xx湖,需达到《污水综合排放标准》GB8978-1996一级排放标准。
若采用单一的物化或生化处理技术很难达到国家综合一级排放标准;电解+生化处理工艺(预处理去除掉NaCl)尽管可以达到一级排放标准,但其运行成本太高,对xx加工生产企业来说,也不适合。
因此应选择切实可行的物化与生化相结合的废水处理工艺。
(1)废水物化处理工艺选择
对于废水中含有的菜皮等大颗粒的悬浮物,必须在调节池前大部分去除。
可以在调节池前设置格栅,使用人工格栅进行定时人工清除。
由于生产中废水排放时间、排水量和排水水质波动性比较大。
必须设计足够大的调节池容量。
设计调节池HRT在24小时以上。
对于高浓度含盐废水,要求在车间进行收集,并用小流量泵提升进入污水收集系统,进入废水调节池。
由于废水pH值在4-6波动,特别是腌制液酸度较高。
采用具有pH值提升能力的嗜盐菌群,直接投加在废水调节池中,通过曝气由嗜盐菌提升酸碱度。
调节池废水中含有较多的悬浮物,色度也较高。
提升pH后,废水直接在预沉池中沉淀。
提升pH的嗜盐菌在预沉池沉淀,在调试阶段这些嗜盐菌回流到调节池。
正常运转后不需要回流提升pH的嗜盐菌。
在废水调节池浓度大幅度波动时候,可以通过投加少量硫酸亚铁和石灰乳混凝反应,在预沉池沉淀有机物,实现较高的去除效率。
(2)废水生化处理工艺选择
由于调节池废水B/C比大于等于0.3,生物可降解性好,一般废水生化处理工艺根据挂填料采取活性污泥和生物膜法工艺。
生物膜法相比有较好耐冲击负荷能力和较高处理效率。
通过可以挂部分微生物填料,以形成不同微生物相,提高处理效率。
由浙江大学能源工程设计研究院提供的嗜盐菌群,专门针对含盐废水处理筛选和驯化,可大幅度提高废水处理效率。
调节池由于采用提升pH的好氧嗜盐菌,实际上已经实现了废水的生化预处理。
工程实际经验可以达到COD去除率40%以上。
按照反应工程理论,废水处理工程采用两级反应器时,可以取得最高反应效率。
根据工程经验,为保证脱氮效果和提高处理效率,在后续生化处理中使用“两段生化处理工艺”(中国专利)的A/O生化工艺。
该工艺已经在食品、印染、化工等行业成功应用,取得理想效果。
废水处理第一段采用厌氧-好氧处理工艺。
在厌氧A1段,厌氧微生物获得很高有机物去除率,特别是在进水浓度波动时,会更明显。
好氧O1段通过高微生物量(SV3050-80%),实现有机物吸附和氧化。
活性污泥在生化一沉池沉淀并回流到好氧池O2,剩余污泥回流到厌氧池A1。
生化一沉池污泥定时外排到污泥池。
废水处理第二段采用A2兼氧-O2好氧处理工艺,实现有机物达标去除和脱氮。
其中A2段为兼氧水解反应,利用厌氧反应中的水解酸化阶段,在兼氧阶段实现部分反硝化脱氮。
同时经过水解酸化后废水可生化性能得到改善,保证O2段好氧处理单元工艺效率。
好氧段分两格分别实现有机物达标去除(除碳)和硝化功能。
硝化段利用硝化菌和亚硝化菌转化氨氮为硝酸氮和亚硝酸氮。
由于硝化过程消耗碱度,为保证废水中硝化菌和亚硝化菌所需碱度,保证氨氮达标,采用回流好氧池混和液和活性污泥至兼氧池,部分实现反硝化。
通过好氧硝化、兼氧反硝化作用实现生物脱氨氮的目的。
活性污泥在生化二沉池沉淀并回流到兼氧池A2。
生化二沉池污泥定时外排到污泥池。
(3)生化处理后的后续处理
经过生化处理后,废
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