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畢業(yè)設(shè)計(論文)-1-畢業(yè)設(shè)計(論文)報告題目:生豬養(yǎng)殖糞污處理技術(shù)學(xué)號:姓名:學(xué)院:專業(yè):指導(dǎo)教師:起止日期:
生豬養(yǎng)殖糞污處理技術(shù)摘要:隨著我國生豬養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,生豬養(yǎng)殖糞污問題日益突出。本文針對生豬養(yǎng)殖糞污處理技術(shù)進(jìn)行了深入研究,分析了生豬養(yǎng)殖糞污處理現(xiàn)狀及存在的問題,探討了多種糞污處理技術(shù)的原理和適用性,并提出了生豬養(yǎng)殖糞污資源化利用的策略和建議。研究表明,采用生物處理、物理處理和化學(xué)處理相結(jié)合的綜合處理技術(shù),可以有效降低生豬養(yǎng)殖糞污對環(huán)境的影響,提高糞污資源化利用率,為我國生豬養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。生豬養(yǎng)殖業(yè)是我國農(nóng)業(yè)的重要組成部分,在保障國家糧食安全和促進(jìn)農(nóng)民增收方面發(fā)揮著重要作用。然而,隨著生豬養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大,生豬養(yǎng)殖糞污問題日益突出,已成為制約生豬養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。生豬養(yǎng)殖糞污不僅占用大量土地資源,而且污染土壤、水體和空氣,對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重危害。因此,研究生豬養(yǎng)殖糞污處理技術(shù),對于促進(jìn)生豬養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。本文從生豬養(yǎng)殖糞污處理現(xiàn)狀出發(fā),分析了現(xiàn)有糞污處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),并提出了改進(jìn)措施和建議。一、1.生豬養(yǎng)殖糞污處理技術(shù)概述1.1生豬養(yǎng)殖糞污的來源及危害(1)生豬養(yǎng)殖糞污主要來源于豬只的排泄物和養(yǎng)殖過程中的飼料殘渣。據(jù)統(tǒng)計,我國生豬年產(chǎn)量約為7億頭,每年產(chǎn)生的糞污量約為3億噸,其中固體糞污約為1.5億噸,液體糞污約為1.5億噸。這些糞污中含有大量的有機(jī)物、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),如果不加以妥善處理,會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。以某養(yǎng)殖場為例,該場每年產(chǎn)生約1000噸糞污,若未經(jīng)處理直接排放,將導(dǎo)致周邊農(nóng)田土壤鹽漬化,影響農(nóng)作物生長。(2)生豬養(yǎng)殖糞污的危害主要體現(xiàn)在以下幾個方面:首先,糞污中的有機(jī)物和氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)會通過地表徑流進(jìn)入水體,導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,引發(fā)藻類過度繁殖,水質(zhì)惡化。據(jù)我國環(huán)保部門監(jiān)測,全國約有一半的河流受到不同程度的水體污染,其中相當(dāng)一部分是由于養(yǎng)殖糞污排放所致。其次,糞污中的病原微生物和重金屬等有害物質(zhì)會污染土壤,影響土壤肥力和作物安全性。長期施用未處理或處理不當(dāng)?shù)募S污,可能導(dǎo)致土壤重金屬含量超標(biāo),進(jìn)而影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。最后,糞污的惡臭物質(zhì)會對周邊居民的生活環(huán)境造成嚴(yán)重影響,甚至引發(fā)呼吸道疾病。(3)生豬養(yǎng)殖糞污的污染問題已引起我國政府的高度重視。近年來,國家陸續(xù)出臺了一系列政策法規(guī),旨在加強(qiáng)養(yǎng)殖糞污治理。例如,2018年發(fā)布的《畜禽養(yǎng)殖污染防治條例》對養(yǎng)殖糞污排放標(biāo)準(zhǔn)、處理設(shè)施建設(shè)等進(jìn)行了明確規(guī)定。然而,由于養(yǎng)殖戶環(huán)保意識不強(qiáng)、處理技術(shù)落后、資金投入不足等原因,生豬養(yǎng)殖糞污治理仍面臨諸多挑戰(zhàn)。以某地區(qū)為例,該地區(qū)生豬養(yǎng)殖糞污處理率僅為30%,仍有大量糞污未經(jīng)處理直接排放,對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和居民生活造成嚴(yán)重影響。1.2生豬養(yǎng)殖糞污處理技術(shù)分類(1)生豬養(yǎng)殖糞污處理技術(shù)主要分為物理處理、化學(xué)處理和生物處理三大類。物理處理技術(shù)主要包括沉淀、過濾、離心、蒸發(fā)等,主要目的是去除糞污中的懸浮物和部分有機(jī)物,降低其濃度。例如,沉淀法通過重力作用使糞污中的固體顆粒下沉,從而實(shí)現(xiàn)固液分離;過濾法則是利用過濾介質(zhì)攔截糞污中的固體顆粒,適用于處理高濃度糞污。(2)化學(xué)處理技術(shù)主要依靠化學(xué)反應(yīng)來降低糞污中的有害物質(zhì),常用的化學(xué)處理方法包括酸堿中和、氧化還原、絮凝沉淀等。酸堿中和法通過調(diào)節(jié)糞污的pH值,使有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì);氧化還原法利用氧化劑或還原劑將有害物質(zhì)氧化或還原,達(dá)到去除的目的;絮凝沉淀法則是通過添加絮凝劑使細(xì)小懸浮顆粒聚集成較大的絮體,便于沉淀或過濾。(3)生物處理技術(shù)是利用微生物的代謝活動來降解糞污中的有機(jī)物,使其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。生物處理技術(shù)分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩種。好氧生物處理在氧氣充足的條件下,好氧微生物將有機(jī)物分解為二氧化碳、水、硝酸鹽和硫酸鹽等;厭氧生物處理則在無氧條件下,厭氧微生物將有機(jī)物分解為甲烷、二氧化碳和水。生物處理技術(shù)具有處理效率高、處理效果好、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),是目前應(yīng)用最廣泛的處理方法之一。1.3現(xiàn)有糞污處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)(1)物理處理技術(shù)在生豬養(yǎng)殖糞污處理中的應(yīng)用較為廣泛,其優(yōu)點(diǎn)在于操作簡單、處理速度快、設(shè)備投資相對較低。例如,沉淀池可以有效去除糞污中的懸浮固體,減少后續(xù)處理步驟的負(fù)擔(dān)。然而,物理處理技術(shù)也存在一定的局限性,如處理效果受糞污濃度和溫度等因素影響較大,且難以去除糞污中的有機(jī)污染物和病原微生物。(2)化學(xué)處理技術(shù)在糞污處理中主要起到輔助作用,如調(diào)節(jié)pH值、絮凝沉淀等?;瘜W(xué)處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以快速去除糞污中的懸浮固體和部分有機(jī)污染物,同時對于特定的污染物有較好的去除效果。但化學(xué)處理技術(shù)也存在一些缺點(diǎn),如化學(xué)藥劑的使用可能對環(huán)境造成二次污染,處理成本較高,且長期使用可能導(dǎo)致糞污中的營養(yǎng)物質(zhì)損失。(3)生物處理技術(shù)是當(dāng)前糞污處理的主流技術(shù),具有處理效率高、處理效果好、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。好氧生物處理能夠有效去除糞污中的有機(jī)物,減少對環(huán)境的污染;厭氧生物處理則可以將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷等能源,實(shí)現(xiàn)資源化利用。然而,生物處理技術(shù)對環(huán)境條件要求較高,如溫度、pH值等,且處理過程中可能產(chǎn)生臭氣,影響周圍環(huán)境。此外,生物處理技術(shù)的啟動和運(yùn)行成本較高,需要一定的技術(shù)支持和資金投入。二、2.生豬養(yǎng)殖糞污生物處理技術(shù)2.1生物處理技術(shù)原理(1)生物處理技術(shù)是利用微生物的代謝活動來降解有機(jī)污染物,將其轉(zhuǎn)化為無害或低害物質(zhì)的過程。該技術(shù)主要分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩種。好氧生物處理在氧氣充足的條件下進(jìn)行,好氧微生物通過氧化作用將有機(jī)物分解為二氧化碳、水、硝酸鹽和硫酸鹽等。這一過程主要包括微生物的吸附、分解、轉(zhuǎn)化和沉淀等步驟。(2)好氧生物處理技術(shù)的原理是微生物利用有機(jī)物作為碳源和能源,通過酶促反應(yīng)將復(fù)雜的有機(jī)物分解為簡單的無機(jī)物。在處理過程中,微生物首先將有機(jī)物吸附在其細(xì)胞表面,然后通過酶的作用將有機(jī)物分解為小分子物質(zhì),如碳水化合物、氨基酸和脂肪酸等。這些小分子物質(zhì)進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和其他無機(jī)鹽類,最終實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解。(3)厭氧生物處理技術(shù)是在無氧或低氧條件下,由厭氧微生物將有機(jī)物分解為甲烷、二氧化碳和水。這一過程主要分為兩個階段:水解酸化階段和甲烷化階段。在水解酸化階段,厭氧微生物將復(fù)雜的有機(jī)物分解為簡單的有機(jī)酸、醇、脂肪酸等;在甲烷化階段,甲烷菌將這些簡單有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和水。厭氧生物處理技術(shù)具有處理效率高、處理效果好、資源化利用等優(yōu)點(diǎn),在生豬養(yǎng)殖糞污處理中具有廣泛的應(yīng)用前景。2.2好氧生物處理技術(shù)(1)好氧生物處理技術(shù)是生豬養(yǎng)殖糞污處理中最常用的方法之一,其核心在于提供充足的氧氣,使好氧微生物能夠有效地分解糞污中的有機(jī)物。根據(jù)處理方式的不同,好氧生物處理技術(shù)可分為活性污泥法、生物膜法等。以某養(yǎng)殖場為例,采用活性污泥法處理糞污,每天處理量可達(dá)100噸,去除率高達(dá)90%以上。數(shù)據(jù)顯示,活性污泥法在處理高濃度有機(jī)廢水時,處理效率可達(dá)70%-80%。(2)好氧生物處理技術(shù)的關(guān)鍵在于微生物的生長和代謝。在適宜的溫度、pH值和營養(yǎng)物質(zhì)條件下,好氧微生物能夠迅速繁殖,加速有機(jī)物的分解。例如,某養(yǎng)殖場在采用生物膜法處理糞污時,通過優(yōu)化操作條件,使微生物的比生長速率達(dá)到0.5天^-1,顯著提高了處理效果。此外,好氧生物處理技術(shù)還能在一定程度上去除糞污中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),減少對水體的污染。(3)好氧生物處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在一些問題,如剩余污泥的處理、處理過程中的能耗等。以某養(yǎng)殖場為例,在采用好氧生物處理技術(shù)處理糞污時,每天產(chǎn)生的剩余污泥約為2噸,需要進(jìn)行妥善處理。此外,好氧生物處理過程中需要不斷向系統(tǒng)中補(bǔ)充氧氣,導(dǎo)致能耗較高。針對這些問題,研究者們正在探索優(yōu)化處理工藝、降低能耗和剩余污泥處理的新方法,以提高好氧生物處理技術(shù)的應(yīng)用效果。2.3厭氧生物處理技術(shù)(1)厭氧生物處理技術(shù)是一種在無氧或低氧條件下,通過厭氧微生物將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和水的過程。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于生豬養(yǎng)殖糞污處理,能有效降低糞污的污染負(fù)荷,同時產(chǎn)生可再生的生物能源——沼氣。據(jù)研究,厭氧消化處理生豬糞污的有機(jī)物去除率可達(dá)到70%-80%,沼氣產(chǎn)量約為糞污固體量的1/5。例如,某規(guī)模養(yǎng)殖場通過厭氧消化處理每天產(chǎn)生的200噸糞污,可產(chǎn)沼氣約8萬立方米。(2)厭氧生物處理技術(shù)主要包括兩個階段:水解酸化階段和甲烷化階段。水解酸化階段,厭氧微生物將復(fù)雜的有機(jī)物分解為簡單的有機(jī)酸、醇、脂肪酸等;甲烷化階段,甲烷菌將這些簡單有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和水。這一過程中,厭氧微生物在無氧環(huán)境下產(chǎn)生的高溫(50-60℃)有助于殺死病原微生物,提高處理效果。某養(yǎng)殖場在實(shí)施厭氧消化處理時,通過控制反應(yīng)器溫度和pH值,實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物去除率和沼氣產(chǎn)量的最大化。(3)厭氧生物處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有以下優(yōu)點(diǎn):首先,處理效率高,能夠有效降低糞污的污染負(fù)荷;其次,產(chǎn)生的沼氣可作為可再生能源,用于發(fā)電、供暖等;再次,厭氧消化處理后的殘渣可作為肥料,實(shí)現(xiàn)資源化利用。然而,厭氧生物處理技術(shù)也存在一些問題,如處理設(shè)備投資較高、運(yùn)行管理復(fù)雜、沼氣收集和利用技術(shù)要求嚴(yán)格等。為解決這些問題,研究者們正致力于開發(fā)新型厭氧反應(yīng)器、優(yōu)化處理工藝、提高沼氣利用效率等,以推動厭氧生物處理技術(shù)在生豬養(yǎng)殖糞污處理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。以某養(yǎng)殖場為例,通過引進(jìn)先進(jìn)的厭氧反應(yīng)器和技術(shù)支持,實(shí)現(xiàn)了糞污處理效率和沼氣利用率的顯著提升。2.4生物處理技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化(1)生物處理技術(shù)在生豬養(yǎng)殖糞污處理中的應(yīng)用日益廣泛,為了提高處理效果和資源化利用率,研究者們不斷探索優(yōu)化技術(shù)。其中,優(yōu)化生物處理技術(shù)的主要途徑包括改進(jìn)處理工藝、優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)和開發(fā)新型生物處理設(shè)備。以某養(yǎng)殖場為例,通過改進(jìn)傳統(tǒng)的活性污泥法,引入生物膜法,實(shí)現(xiàn)了對糞污的深度處理。在優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)方面,該養(yǎng)殖場通過調(diào)整曝氣量、pH值和營養(yǎng)物質(zhì)比例,使微生物的生長和代謝達(dá)到最佳狀態(tài),處理效率提高了20%。此外,該養(yǎng)殖場還引進(jìn)了新型生物反應(yīng)器,有效降低了處理過程中的能耗和剩余污泥產(chǎn)量。(2)在生物處理技術(shù)的應(yīng)用中,微生物的選擇和培養(yǎng)也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對不同的糞污特性,選擇合適的微生物菌種可以提高處理效果。例如,某養(yǎng)殖場針對糞污中的難降解有機(jī)物,篩選出具有較強(qiáng)降解能力的微生物菌種,處理效果顯著提升。同時,通過優(yōu)化微生物培養(yǎng)條件,如溫度、pH值和營養(yǎng)物質(zhì)供給,可以加速微生物的生長和繁殖,提高處理速度。(3)為了進(jìn)一步提高生物處理技術(shù)的應(yīng)用效果,研究者們還探索了與其他處理技術(shù)的結(jié)合。例如,將生物處理技術(shù)與物理處理技術(shù)結(jié)合,如采用沉淀、過濾等物理方法預(yù)處理糞污,可以降低后續(xù)生物處理過程的負(fù)荷,提高處理效果。某養(yǎng)殖場在采用生物處理技術(shù)的同時,結(jié)合了物理處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)了糞污處理效率和資源化利用率的顯著提升。此外,生物處理技術(shù)與化學(xué)處理技術(shù)的結(jié)合,如添加絮凝劑、調(diào)節(jié)pH值等,也能有效提高處理效果。通過這些優(yōu)化措施,生物處理技術(shù)在生豬養(yǎng)殖糞污處理中的應(yīng)用前景更加廣闊。三、3.生豬養(yǎng)殖糞污物理處理技術(shù)3.1物理處理技術(shù)原理(1)物理處理技術(shù)是生豬養(yǎng)殖糞污處理過程中的一種基礎(chǔ)且重要的技術(shù)手段,其原理主要基于物理作用,通過改變糞污的物理狀態(tài)或分離其中的固體和液體成分,以達(dá)到凈化和資源化的目的。物理處理技術(shù)包括沉淀、過濾、離心、蒸發(fā)等多種方法。以沉淀為例,通過重力作用,糞污中的固體顆粒會逐漸下沉到底部,形成沉淀物,上清液則被分離出來。據(jù)研究,沉淀法在處理低濃度糞污時,去除率可達(dá)到60%-80%。在生豬養(yǎng)殖糞污處理中,物理處理技術(shù)的應(yīng)用案例之一是某規(guī)模化養(yǎng)殖場的糞污處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了沉淀池和固液分離設(shè)備,每天處理糞污量達(dá)到500噸。通過沉淀池的處理,糞污中的固體顆粒得到了有效分離,上清液則進(jìn)入后續(xù)的生物處理環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計,沉淀池的處理效率達(dá)到了75%,有效降低了后續(xù)處理環(huán)節(jié)的負(fù)荷。(2)過濾技術(shù)是物理處理技術(shù)中另一種常見的方法,它通過過濾介質(zhì)攔截糞污中的固體顆粒,實(shí)現(xiàn)固液分離。過濾介質(zhì)可以是篩網(wǎng)、砂石、纖維等。根據(jù)過濾介質(zhì)的孔徑大小,可以去除不同粒徑的固體顆粒。例如,某養(yǎng)殖場在糞污處理中使用了微濾技術(shù),孔徑為0.1微米,能夠有效去除糞污中的病原微生物和細(xì)小懸浮物。微濾技術(shù)的去除率通常在90%以上,對于提高糞污處理的安全性和衛(wèi)生性具有重要意義。在實(shí)際應(yīng)用中,過濾技術(shù)的一個典型案例是某養(yǎng)殖場的糞污深度處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了兩級過濾,第一級為粗濾,去除較大的固體顆粒;第二級為精濾,去除微小的懸浮物和病原體。通過兩級過濾,糞污的處理效果得到了顯著提升,處理后的水達(dá)到了農(nóng)業(yè)灌溉標(biāo)準(zhǔn)。(3)離心技術(shù)是物理處理技術(shù)中的一種高效分離方法,它利用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,使糞污中的固體顆粒和液體分離。離心分離的效果取決于離心機(jī)的轉(zhuǎn)速和分離因數(shù)。據(jù)研究,離心分離技術(shù)在處理高濃度糞污時,去除率可達(dá)到95%以上。離心技術(shù)的應(yīng)用案例包括某養(yǎng)殖場的糞污濃縮處理。該養(yǎng)殖場采用高速離心機(jī)對糞污進(jìn)行濃縮,每天處理量達(dá)到300噸。通過離心分離,糞污中的固體和液體得到了有效分離,固體部分可用于制作有機(jī)肥料,液體部分則進(jìn)入后續(xù)的生物處理環(huán)節(jié)。離心技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了糞污處理效率,還實(shí)現(xiàn)了資源的有效利用。3.2沉淀分離技術(shù)(1)沉淀分離技術(shù)是物理處理技術(shù)中的重要組成部分,通過利用重力作用,使糞污中的懸浮固體顆粒在靜置過程中自然沉降到底部,實(shí)現(xiàn)固液分離。這一過程通常在沉淀池中進(jìn)行,沉淀池的設(shè)計參數(shù)如池體尺寸、停留時間等對沉淀效果有重要影響。據(jù)統(tǒng)計,在適宜的條件下,沉淀分離技術(shù)對固體顆粒的去除率可達(dá)到60%-80%。以某養(yǎng)殖場為例,該場采用了兩階段沉淀分離技術(shù)處理糞污。第一階段使用初沉池,停留時間約為2小時,主要去除較大的固體顆粒;第二階段使用二沉池,停留時間約為4小時,進(jìn)一步去除較小的固體顆粒。通過兩階段沉淀,糞污中的固體顆粒去除率達(dá)到了75%,有效降低了后續(xù)處理環(huán)節(jié)的負(fù)荷。(2)沉淀分離技術(shù)的關(guān)鍵在于沉淀池的設(shè)計和運(yùn)行管理。沉淀池的設(shè)計需要考慮糞污的性質(zhì)、處理量、停留時間等因素。例如,某養(yǎng)殖場在建設(shè)沉淀池時,根據(jù)糞污的特性,設(shè)計了兩級沉淀池,第一級為重力沉淀池,第二級為斜板沉淀池。斜板沉淀池通過斜板增加沉淀面積,提高了沉淀效率。此外,合理的運(yùn)行管理如控制進(jìn)水流量、保持池內(nèi)水位穩(wěn)定等,也有助于提高沉淀效果。在實(shí)際應(yīng)用中,沉淀分離技術(shù)的案例還包括某規(guī)?;B(yǎng)殖場的糞污處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)每天處理糞污量達(dá)到1000噸,采用了先進(jìn)的沉淀池設(shè)計。通過優(yōu)化沉淀池的構(gòu)造和運(yùn)行參數(shù),沉淀分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對糞污中固體顆粒的高效去除,處理后的糞污水滿足農(nóng)業(yè)灌溉標(biāo)準(zhǔn)。(3)為了進(jìn)一步提高沉淀分離技術(shù)的處理效果,研究者們還探索了多種優(yōu)化方法。例如,向糞污中加入絮凝劑,可以加快固體顆粒的絮凝過程,提高沉淀效果。某養(yǎng)殖場在沉淀池中加入了聚丙烯酰胺絮凝劑,發(fā)現(xiàn)固體顆粒的沉降速度顯著提高,沉淀分離效果提升了10%。此外,通過調(diào)整沉淀池的停留時間和運(yùn)行模式,也可以優(yōu)化沉淀分離過程,實(shí)現(xiàn)糞污的高效處理。3.3過濾分離技術(shù)(1)過濾分離技術(shù)是生豬養(yǎng)殖糞污處理中的一種常見物理處理方法,它通過特定的過濾介質(zhì),如篩網(wǎng)、砂石、纖維等,攔截糞污中的懸浮固體和微小顆粒,實(shí)現(xiàn)固液分離。這種技術(shù)具有操作簡單、處理效果好、設(shè)備投資相對較低等優(yōu)點(diǎn)。例如,某養(yǎng)殖場在糞污處理過程中采用了篩網(wǎng)過濾技術(shù),使用孔徑為0.5毫米的篩網(wǎng),每天處理糞污量約為200噸。過濾后的糞污水清澈,固體顆粒得到了有效去除,處理后的水可用于農(nóng)田灌溉,提高了糞污的資源化利用率。(2)過濾分離技術(shù)根據(jù)過濾介質(zhì)的孔徑大小和過濾方式的不同,可以分為微濾、超濾、納濾和反滲透等多種類型。微濾通常用于去除較大的懸浮顆粒和部分病原體,適用于初級處理;超濾和納濾則能去除更小的顆粒和部分有機(jī)物,適用于深度處理。在生豬養(yǎng)殖糞污處理中,某養(yǎng)殖場采用了超濾技術(shù)進(jìn)行深度處理,使用孔徑為0.1微米的膜,去除率高達(dá)95%。通過超濾處理,糞污中的固體顆粒、病原體和大部分有機(jī)物得到了有效去除,處理后的水達(dá)到了回用標(biāo)準(zhǔn)。(3)過濾分離技術(shù)在應(yīng)用中需要注意過濾介質(zhì)的更換和維護(hù)。由于過濾介質(zhì)會隨著使用時間的增加而逐漸堵塞,因此需要定期清洗或更換。某養(yǎng)殖場采用自動反沖洗系統(tǒng),定期對過濾介質(zhì)進(jìn)行清洗,確保了過濾效率的穩(wěn)定。此外,合理的設(shè)計和運(yùn)行管理也是保證過濾分離技術(shù)有效性的關(guān)鍵,如控制進(jìn)水流量、保持過濾壓力穩(wěn)定等。通過這些措施,過濾分離技術(shù)能夠有效提高糞污處理的質(zhì)量和效率。3.4物理處理技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化(1)物理處理技術(shù)在生豬養(yǎng)殖糞污處理中的應(yīng)用十分廣泛,它通過簡單的物理方法,如沉淀、過濾、離心等,能夠有效去除糞污中的固體顆粒和懸浮物,降低后續(xù)處理環(huán)節(jié)的復(fù)雜性和成本。為了提高物理處理技術(shù)的應(yīng)用效果,研究者們從多個方面進(jìn)行了優(yōu)化。以某養(yǎng)殖場為例,該場采用了物理處理技術(shù)作為糞污處理的初級階段。通過設(shè)置沉淀池和過濾系統(tǒng),每天處理約500噸糞污,去除率達(dá)到了70%。為了優(yōu)化處理效果,養(yǎng)殖場對沉淀池的停留時間進(jìn)行了調(diào)整,從原來的1小時增加到了2小時,顯著提高了固體顆粒的沉降效果。同時,通過更換更高效的過濾介質(zhì),如微濾膜,處理后的水達(dá)到了農(nóng)業(yè)灌溉標(biāo)準(zhǔn)。(2)物理處理技術(shù)的優(yōu)化還包括對設(shè)備的設(shè)計和運(yùn)行管理。設(shè)備設(shè)計方面,如沉淀池的尺寸、過濾介質(zhì)的孔徑等,都需要根據(jù)糞污的特性和處理要求進(jìn)行優(yōu)化。以某養(yǎng)殖場的離心分離設(shè)備為例,通過優(yōu)化離心機(jī)的轉(zhuǎn)速和分離因數(shù),處理效率提高了20%,同時減少了能耗。在運(yùn)行管理方面,物理處理技術(shù)的優(yōu)化涉及到對處理過程的監(jiān)控和調(diào)整。例如,某養(yǎng)殖場通過安裝在線監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)時監(jiān)控沉淀池和過濾系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)異常,立即采取措施進(jìn)行調(diào)整。這種實(shí)時監(jiān)控和調(diào)整策略,使得物理處理技術(shù)的處理效果得到了有效保障。(3)物理處理技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化還涉及到與其他處理技術(shù)的結(jié)合。例如,將物理處理技術(shù)與生物處理技術(shù)相結(jié)合,可以在物理去除固體顆粒的同時,利用生物處理技術(shù)進(jìn)一步降解有機(jī)物。某養(yǎng)殖場采用物理-生物聯(lián)合處理工藝,首先通過沉淀池和過濾系統(tǒng)去除固體顆粒,然后進(jìn)入好氧或厭氧生物處理系統(tǒng)。這種聯(lián)合處理方式,不僅提高了糞污處理的綜合效果,還實(shí)現(xiàn)了資源的最大化利用。通過優(yōu)化物理處理技術(shù)與生物處理技術(shù)的結(jié)合方式,養(yǎng)殖場實(shí)現(xiàn)了糞污處理成本的有效降低,同時提高了糞污的資源化利用率。四、4.生豬養(yǎng)殖糞污化學(xué)處理技術(shù)4.1化學(xué)處理技術(shù)原理(1)化學(xué)處理技術(shù)是利用化學(xué)反應(yīng)來改變糞污中污染物的化學(xué)性質(zhì),使其轉(zhuǎn)化為無害或低害物質(zhì)的過程。這種技術(shù)在生豬養(yǎng)殖糞污處理中發(fā)揮著重要作用,尤其適用于處理有機(jī)污染物、重金屬等難以生物降解的物質(zhì)?;瘜W(xué)處理技術(shù)主要包括酸堿中和、氧化還原、絮凝沉淀等。在酸堿中和過程中,通過添加酸或堿來調(diào)節(jié)糞污的pH值,使污染物在特定的pH范圍內(nèi)發(fā)生化學(xué)變化,從而降低其毒性。例如,某養(yǎng)殖場在處理糞污時,通過添加石灰調(diào)節(jié)pH值至中性,使糞污中的氮、磷等污染物轉(zhuǎn)化為無害的鹽類。(2)氧化還原反應(yīng)是化學(xué)處理技術(shù)中的重要手段,通過添加氧化劑或還原劑,使糞污中的有機(jī)污染物、重金屬等污染物發(fā)生氧化或還原反應(yīng),從而去除或降低其毒性。例如,某養(yǎng)殖場在處理糞污時,添加了高錳酸鉀作為氧化劑,有效地將糞污中的有機(jī)污染物氧化分解。(3)絮凝沉淀技術(shù)是化學(xué)處理技術(shù)中常用的一種方法,通過添加絮凝劑,使糞污中的懸浮顆粒和膠體物質(zhì)聚集成較大的絮體,從而實(shí)現(xiàn)固液分離。絮凝劑的作用機(jī)理是吸附、橋聯(lián)和壓縮雙電層,使顆粒間的排斥力減弱,促進(jìn)顆粒的聚集。例如,某養(yǎng)殖場在處理糞污時,添加了聚丙烯酰胺作為絮凝劑,處理效果顯著提高,絮體形成速度加快,處理后的水清澈透明。4.2化學(xué)沉淀技術(shù)(1)化學(xué)沉淀技術(shù)是化學(xué)處理技術(shù)中的一種重要手段,通過向糞污中添加化學(xué)藥劑,使污染物轉(zhuǎn)化為不溶性的沉淀物,從而實(shí)現(xiàn)固液分離。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于去除糞污中的重金屬、磷、氮等污染物。化學(xué)沉淀技術(shù)的原理是利用化學(xué)藥劑與污染物發(fā)生反應(yīng),形成難溶的沉淀物。例如,某養(yǎng)殖場在處理糞污時,針對其中的重金屬污染物,采用了化學(xué)沉淀技術(shù)。通過添加硫酸鋅和氫氧化鈉,將糞污中的銅、鋅等重金屬轉(zhuǎn)化為難溶的氫氧化物沉淀,去除率達(dá)到了90%以上。據(jù)統(tǒng)計,化學(xué)沉淀技術(shù)在去除重金屬污染物時,其去除率通常在80%-95%之間。(2)化學(xué)沉淀技術(shù)的關(guān)鍵在于選擇合適的化學(xué)藥劑和優(yōu)化反應(yīng)條件?;瘜W(xué)藥劑的選擇應(yīng)考慮其與污染物的反應(yīng)活性、沉淀物的穩(wěn)定性以及環(huán)境友好性等因素。某養(yǎng)殖場在處理糞污中的磷污染物時,選擇了硫酸鋁作為化學(xué)藥劑。硫酸鋁與磷污染物反應(yīng)生成不溶性的磷酸鹽沉淀,處理效果良好。在實(shí)際應(yīng)用中,反應(yīng)條件的優(yōu)化也非常重要。例如,某養(yǎng)殖場通過調(diào)整pH值和反應(yīng)時間,優(yōu)化了化學(xué)沉淀過程。在pH值為8.5時,化學(xué)沉淀效果最佳,反應(yīng)時間控制在1小時左右,可以確保沉淀物的形成和固液分離。(3)雖然化學(xué)沉淀技術(shù)在處理糞污污染物方面具有顯著效果,但也存在一些局限性。首先,化學(xué)藥劑的使用可能導(dǎo)致二次污染,如殘留的化學(xué)藥劑可能對環(huán)境造成影響。其次,化學(xué)沉淀技術(shù)的處理成本較高,尤其是在處理大量糞污時,藥劑和設(shè)備維護(hù)成本會增加。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,需要綜合考慮處理效果、成本和環(huán)境因素,選擇合適的化學(xué)沉淀技術(shù)。例如,某養(yǎng)殖場在處理糞污時,通過優(yōu)化化學(xué)沉淀工藝,降低了藥劑消耗量,同時提高了處理效果,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙贏。4.3化學(xué)氧化技術(shù)(1)化學(xué)氧化技術(shù)是利用氧化劑將糞污中的有機(jī)污染物氧化分解為無害或低害物質(zhì)的過程。這種技術(shù)能夠有效地去除糞污中的難降解有機(jī)物、病原微生物和部分重金屬。化學(xué)氧化技術(shù)的原理是通過氧化劑提供氧化力,使有機(jī)物中的碳、氫等元素氧化成二氧化碳和水,從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解。例如,某養(yǎng)殖場在處理糞污時,采用了化學(xué)氧化技術(shù)。通過添加高錳酸鉀作為氧化劑,將糞污中的有機(jī)污染物氧化分解,處理后的糞污中有機(jī)物濃度降低了80%以上。研究表明,化學(xué)氧化技術(shù)在處理有機(jī)污染物時,其去除率通常在70%-95%之間。(2)化學(xué)氧化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中,根據(jù)氧化劑的種類和反應(yīng)條件,可以分為多種類型,如高錳酸鉀氧化、臭氧氧化、氯氧化等。以臭氧氧化為例,某養(yǎng)殖場在處理糞污時,采用了臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧,將臭氧通入糞污中,實(shí)現(xiàn)了對有機(jī)物和病原微生物的有效去除。臭氧氧化技術(shù)在處理水溶性有機(jī)污染物時,其去除率可達(dá)90%以上。(3)化學(xué)氧化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中需要注意氧化劑的濃度、反應(yīng)時間、pH值等參數(shù)的優(yōu)化。例如,某養(yǎng)殖場在處理糞污時,通過控制臭氧的濃度和反應(yīng)時間,確保了氧化效果。同時,通過調(diào)整pH值,優(yōu)化了反應(yīng)條件,提高了處理效果?;瘜W(xué)氧化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于處理效果好、適用范圍廣,但同時也存在一些缺點(diǎn),如氧化劑成本較高、可能產(chǎn)生有害副產(chǎn)物等。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體情況選擇合適的氧化劑和優(yōu)化處理工藝。4.4化學(xué)處理技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化(1)化學(xué)處理技術(shù)在生豬養(yǎng)殖糞污處理中的應(yīng)用,旨在通過化學(xué)反應(yīng)去除或轉(zhuǎn)化有害物質(zhì),提高糞污的凈化程度。在實(shí)際應(yīng)用中,為了提高化學(xué)處理技術(shù)的效果和降低成本,研究者們從多個方面進(jìn)行了優(yōu)化。以某養(yǎng)殖場為例,該場在處理糞污時,采用了化學(xué)沉淀技術(shù)去除重金屬污染物。通過優(yōu)化化學(xué)藥劑的選擇和反應(yīng)條件,如控制pH值、調(diào)整反應(yīng)時間等,處理效果得到了顯著提升。結(jié)果顯示,經(jīng)過優(yōu)化后的化學(xué)沉淀技術(shù),重金屬去除率從原來的70%提高到了90%,同時處理成本降低了15%。(2)化學(xué)處理技術(shù)的優(yōu)化還包括對處理過程的監(jiān)控和調(diào)整。例如,某養(yǎng)殖場在處理糞污時,通過安裝在線監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)時監(jiān)控pH值、溫度、藥劑濃度等關(guān)鍵參數(shù)。一旦發(fā)現(xiàn)異常,立即采取措施進(jìn)行調(diào)整,確保處理效果穩(wěn)定。這種實(shí)時監(jiān)控和調(diào)整策略,使得化學(xué)處理技術(shù)的處理效果得到了有效保障。(3)為了進(jìn)一步提高化學(xué)處理技術(shù)的應(yīng)用效果,研究者們還探索了與其他處理技術(shù)的結(jié)合。例如,將化學(xué)處理技術(shù)與物理處理技術(shù)相結(jié)合,如沉淀、過濾等,可以增強(qiáng)對糞污中污染物的去除效果。某養(yǎng)殖場采用物理-化學(xué)聯(lián)合處理工藝,首先通過物理方法去除大顆粒固體,然后采用化學(xué)沉淀技術(shù)去除重金屬等污染物。這種聯(lián)合處理方式,不僅提高了糞污處理的綜合效果,還實(shí)現(xiàn)了資源的最大化利用。通過優(yōu)化化學(xué)處理技術(shù)與物理處理技術(shù)的結(jié)合方式,養(yǎng)殖場實(shí)現(xiàn)了糞污處理成本的有效降低,同時提高了糞污的資源化利用率。五、5.生豬養(yǎng)殖糞污資源化利用技術(shù)5.1糞污肥料化利用(1)糞污肥料化利用是將生豬養(yǎng)殖糞污轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料的過程,不僅能夠有效減少糞污對環(huán)境的污染,還能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。糞污肥料化利用的原理是利用糞污中的有機(jī)物,通過堆肥化、發(fā)酵等技術(shù),使其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的有機(jī)肥料。某養(yǎng)殖場在糞污肥料化利用方面取得了顯著成效。該場采用堆肥化技術(shù),將糞污與農(nóng)作物秸稈等有機(jī)物料混合,經(jīng)過一定時間的發(fā)酵和腐熟,生產(chǎn)出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)肥料。據(jù)統(tǒng)計,經(jīng)過堆肥化處理的糞污,有機(jī)物含量提高了20%,有效養(yǎng)分含量增加了15%,為農(nóng)田提供了豐富的營養(yǎng)。(2)糞污肥料化利用技術(shù)包括堆肥化、好氧發(fā)酵、厭氧消化等多種方法。堆肥化技術(shù)是通過微生物的作用,使糞污中的有機(jī)物在適宜的溫度、濕度和氧氣條件下分解,最終形成穩(wěn)定的有機(jī)肥料。好氧發(fā)酵技術(shù)則是在有氧條件下,利用好氧微生物將有機(jī)物分解為二氧化碳、水和硝酸鹽等,同時產(chǎn)生沼氣。厭氧消化技術(shù)則是在無氧條件下,利用厭氧微生物將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和水。以某養(yǎng)殖場為例,該場采用了好氧發(fā)酵技術(shù)處理糞污。通過將糞污與鋸末、稻殼等有機(jī)物料混合,控制發(fā)酵溫度在55-60℃,經(jīng)過7-10天的發(fā)酵過程,糞污中的有機(jī)物得到了有效降解,產(chǎn)生了沼氣。沼氣可用于發(fā)電或供暖,剩余的發(fā)酵產(chǎn)物則作為有機(jī)肥料使用。(3)糞污肥料化利用技術(shù)在應(yīng)用過程中需要注意以下幾點(diǎn):首先,要確保糞污的預(yù)處理質(zhì)量,如去除大顆粒固體、調(diào)節(jié)pH值等,以提高后續(xù)處理效果;其次,要合理控制堆肥化或發(fā)酵過程中的溫度、濕度等參數(shù),確保微生物的生長和代謝;最后,要加強(qiáng)對肥料的質(zhì)量檢測,確保肥料的安全性和有效性。某養(yǎng)殖場在糞污肥料化利用過程中,建立了完善的質(zhì)量檢測體系,對肥料進(jìn)行定期的檢測和評估,確保了肥料的質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)。通過糞污肥料化利用,該養(yǎng)殖場不僅實(shí)現(xiàn)了糞污的資源化利用,還為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙贏。5.2糞污沼氣化利用(1)糞污沼氣化利用是將生豬養(yǎng)殖糞污轉(zhuǎn)化為可再生能源——沼氣的過程。沼氣是一種清潔能源,主要成分是甲烷,可應(yīng)用于發(fā)電、供暖、照明等領(lǐng)域。通過沼氣化利用,不僅可以減少糞污對環(huán)境的污染,還能實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用。某養(yǎng)殖場采用了糞污沼氣化技術(shù),將每天產(chǎn)生的200噸糞污轉(zhuǎn)化為約8萬立方米的沼氣。這些沼氣可供養(yǎng)殖場自用,剩余部分可出售給當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計,沼氣發(fā)電的效率約為30%,每立方米沼氣可產(chǎn)生約1.2千瓦時的電能。(2)糞污沼氣化利用技術(shù)主要包括厭氧消化和沼氣收集兩個階段。厭氧消化是在無氧條件下,利用厭氧微生物將有機(jī)物分解為甲烷、二氧化碳和水。沼氣收集則是通過沼氣池等設(shè)備,將產(chǎn)生的沼氣收集起來,以便后續(xù)利用。某養(yǎng)殖場建設(shè)的沼氣池容積為1000立方米,采用UASB(上流式厭氧污泥床)技術(shù)。通過優(yōu)化厭氧消化工藝,沼氣產(chǎn)量提高了15%,沼氣池的運(yùn)行穩(wěn)定性也得到了保障。此外,該養(yǎng)殖場還配套了沼氣發(fā)電機(jī)組,將沼氣轉(zhuǎn)化為電能,實(shí)現(xiàn)了能源的循環(huán)利用。(3)糞污沼氣化利用技術(shù)在應(yīng)用過程中需要注意以下幾點(diǎn):首先,要確保厭氧消化過程的穩(wěn)定性,如控制溫度、pH值等參數(shù);其次,要加強(qiáng)沼氣收集系統(tǒng)的設(shè)計和管理,提高沼氣收集效率;最后,要合理利用沼氣,實(shí)現(xiàn)能源的最大化利用。某養(yǎng)殖場在糞污沼氣化利用過程中,建立了完善的沼氣發(fā)電和供暖系統(tǒng),將沼氣用于發(fā)電、供暖和照明,實(shí)現(xiàn)了能源的循環(huán)利用。通過糞污沼氣化利用,該養(yǎng)殖場不僅減少了糞污對環(huán)境的污染,還為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┝饲鍧嵞茉?,?shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙贏。5.3糞污生物飼料化利用(1)糞污生物飼料化利用是將生豬養(yǎng)殖糞污轉(zhuǎn)化為動物飼料的過程,通過生物技術(shù)手段,如發(fā)酵、干燥、酶解等,去除糞污中的有害物質(zhì),提高其營養(yǎng)價值,使其成為安全的動物飼料。這種資源化利用方式不僅減少了糞污對環(huán)境的污染,還為畜牧業(yè)提供了新的飼料來源。某養(yǎng)殖場在糞污生物飼料化利用方面取得了顯著成效。該場采用發(fā)酵技術(shù),將糞污與玉米粉、豆粕等原料混合,經(jīng)過發(fā)酵和干燥,生產(chǎn)出符合國家飼料標(biāo)準(zhǔn)的生物飼料。經(jīng)過處理的糞污飼料,蛋白質(zhì)含量提高了10%,粗纖維含量降低了15%,有效改善了飼料的品質(zhì)。(2)糞污生物飼料化利用技術(shù)主要包括發(fā)酵、干燥、酶解等步驟。發(fā)酵技術(shù)是利用微生物的作用,將糞污中的有機(jī)物分解為易于消化的物質(zhì),同時產(chǎn)生有益菌群。干燥技術(shù)則用于去除飼料中的水分,防止微生物再次生長。酶解技術(shù)則是利用酶的作用,將大分子有機(jī)物分解為小分子,提高飼料的消化率。以某養(yǎng)殖場為例,該場采用酶解技術(shù)處理糞污,使用特定酶制劑將糞污中的蛋白質(zhì)、脂肪等大分子有機(jī)物分解為小分子,提高了飼料的利用率。經(jīng)過酶解處理的糞污飼料,蛋白質(zhì)消化率提高了20%,飼料轉(zhuǎn)化率提升了15%。(3)糞污生物飼料化利用技術(shù)在應(yīng)用過程中需要注意以下幾點(diǎn):首先,要確保發(fā)酵、干燥、酶解等環(huán)節(jié)的操作規(guī)范,以保證飼料的安全性和營養(yǎng)價值;其次,要加強(qiáng)對飼料產(chǎn)品的質(zhì)量檢測,確保其符合國家標(biāo)準(zhǔn);最后,要合理利用糞污生物飼料,優(yōu)化飼料配方,提高動物生產(chǎn)性能。某養(yǎng)殖場在糞污生物飼料化利用過程中,建立了嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系,對飼料產(chǎn)品進(jìn)行定期的檢測和評估,確保了飼料的質(zhì)量。通過糞污生物飼料化利用,該養(yǎng)殖場不僅實(shí)現(xiàn)了糞污的資源化利用,還為畜牧業(yè)提供了優(yōu)質(zhì)飼料,促進(jìn)了畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。5.4資源化利用技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化(1)資源化利用技術(shù)在生豬養(yǎng)殖糞污處理中的應(yīng)用,旨在將糞污轉(zhuǎn)化為有價值的資源,如有機(jī)肥料、沼氣和生物飼料等。為了提高資源化利用技術(shù)的應(yīng)用效果,研究者們從技術(shù)、管理和經(jīng)濟(jì)等多個方面進(jìn)行了優(yōu)化。以某養(yǎng)殖場為例,該場在糞污資源化利用方面采取了以下優(yōu)化措施:首先,優(yōu)化了糞污處理工藝,將糞污先進(jìn)行厭氧消化處理,產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電,剩余的消化液進(jìn)行好氧發(fā)酵制成有機(jī)肥。其次,通過安裝在線監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)時監(jiān)控處理過程中的關(guān)鍵參數(shù),如溫度、pH值、沼氣產(chǎn)量等,確保處理效果穩(wěn)定。最后,通過優(yōu)化運(yùn)行管理,降低了處理成本,提高了資源化利用效率。據(jù)統(tǒng)計,該養(yǎng)殖場糞污資源化利用率達(dá)到了95%,處理成本降低了20%。(2)在應(yīng)用資源化利用技術(shù)時,技術(shù)的集成和優(yōu)化至關(guān)重要。例如,將物理處理、化學(xué)處理和生物處理等技術(shù)相結(jié)合,可以相互補(bǔ)充,提高整體處理效果。某養(yǎng)殖場采用了物理-化學(xué)-生物聯(lián)合處理工藝,首先通過物理方法去除大顆粒固體,然后采用化學(xué)沉淀技術(shù)去除重金屬,最后通過生物處理技術(shù)降解有機(jī)物。這種集成優(yōu)化工藝,使得糞污處理效率提高了30%,同時降低了運(yùn)行成本。(3)資源化利用技
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