日加工600吨大豆色拉油污水处理建设项目可行性研究报告.docx

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日加工600吨大豆色拉油污水处理建设项目可行性研究报告

 

日加工600吨大豆色拉油污水处理

可行性研究报告

目录

第一章总论1

一、项目概况1

二、编制依据、研究范围及编制原则1

三、研究结论与建议2

四、业主简介4

第二章项目建设背景、必要性及可行性5

一、项目建设背景5

二、项目建设的必要性5

三、项目建设的可行性性6

第三章市场分析9

一、中国休闲食品行业市场竞争趋势分析9

二、产品市场分析11

三、市场营销12

四、市场风险分析13

第四章项目选址分析14

一、项目所在城市基本情况14

二、津市市嘉山工业新区食品工业园基础设施与已进园项目情况17

第五章生产规模、产品方案和工艺19

一、生产规模19

二、产品方案19

三、产品工艺20

第六章工程建设方案24

一、总图平面布置24

二、土建工程24

三、公用工程26

第七章环境保护29

一、设计依据29

二、主要污染源及污染物29

三、污染物控制措施30

第八章安全生产、劳动保护与消防33

一、劳动安全与卫生保护33

二、消防34

第九章节能36

一、编制依据36

二、能耗分析36

三、节能措施37

第十章企业组织和劳动定员39

一、组织管理机构39

二、劳动定员与人员培训39

第十一章项目实施规划41

一、项目实施进度41

二、工程招标41

第十二章投资估算与资金筹措45

一、估算范围及依据45

二、建设投资估算45

三、资金筹措方案46

第十三章项目财务分析47

一、成本及利润分析47

二、盈利能力分析48

三、财务生存能力分析49

第十四章综合效益分析50

一、环境效益分析50

二、社会效益分析50

第十五章结论和建议51

一、项目综合评价结论51

二、存在问题及建议51

目前开发区内基础设施一期工程已完成,道路、给水、排水、电讯、电力等设施已建成,可满足生产生活之用。

3、生产概况

3.1废水排放工况、水量、水质与处理目标

3.1.1废水的水量

惠康公司日加工600吨大豆色拉油。

按该公司提供的资料,废水排放情况如下:

1、碱炼:

4.5m3/h

2、脱臭/脱色:

10.9m3/h

废水排放总量按碱炼与脱色/脱臭废水之和增加20%的裕量考虑,废水总排放量为443.52m3/d,本项目按450m3/d设计。

3.1.2废水的水质

1、碱炼部分:

pH:

8-10

脂肪物≤4200mg/L

COD≤12600mg/L

BOD5≤10080mg/L

SS≤600mg/L

2.脱色/脱臭部分:

pH:

4-7

脂肪物≤600mg/L

COD≤1800mg/L

BOD5≤1140mg/L

3.1.3废水处理应达到的标准

根据省环保部门的意见,该公司废水处理执行《综合污水排放标准》GB8978-1996和“第二类污染物最高允许排放浓度”中的二级排放标准。

COD≤150mg/L

BOD5≤30mg/L

SS——150mg/L

氨氮——15mg/L

油——15mg/L

3.2废水工艺的说明

3.2.1油脂加工废水处理技术综述

为确定工艺可靠、技术成熟、运行方便、经济高效的废水处理方案,根据国内外有关资料、科学试验报告和生产实例运行报告,以及本公司所获得的类似工程经验,我们进行了研究分析。

1.国内外油脂废水处理工艺的发展

对于含油工业污水的处理技术,国内外研究机构一直在不懈的进行深入研究与探讨,归纳起来其技术路线是在除去水中大量油类的同时,兼顾去除有机物、悬浮物、皂类、酸碱、硫化物、氨氮等。

所以其处理手段大体为物理分离法、化学去除法、生物降解法。

20世纪70年代,用气浮法去除水中悬浮态乳化油脂已被各国广泛应用,同时结合生物法,可使水中含油量下降至10~20mg/L,有机物达到允许排放标准的水平。

英国采用厌氧接触工艺处理食用油废水,在生产期废水平均BOD5浓度为30000mg/L,经厌氧处理,BOD5去除率达99%,出水直接排入水体。

由于厌氧处理的成功,英国已建议食用油工业废水全部采用厌氧处理。

日本采用溶气浮选处理油脂工厂的含油废水,日本还研究出电絮凝法处理乳化油废水的方法。

进入20世纪90年代,人们又开始使用生物絮凝剂处理含油废水、用超声波分离乳化液以及用亲油材料吸附油。

近几年来,较为风行的还有膜渗透,滤膜被制成板式、管式、空心纤维式。

美国还研究出动力膜,将渗透膜做在多孔材料上,应用于水处理中。

处理含油废水往往是多种方法组合使用。

美国、英国、日本等国目前普遍使用的方法有重力分离、离心分离、溶剂抽提、气浮、生化、化学、透析法等。

从国外普遍使用的处理工艺分析,可以看出其大致研究方向为:

国外发达国家主要致力于二级、三级处理;而我国则偏向于初级和二级处理,对三级处理很少采用,仅仅是在特殊情况下作为补充措施。

所以我们常常选择的工艺是充分利用环境的净化作用,以节省深度处理费用。

目前我国对于含油水处理的研究水平已与国外发达国家一致,所缺少的是对于中型油脂废水处理工艺的完善。

我国目前的一些大城市如北京、上海、武汉、广州、珠海等地均有油脂废水的处理工程,并已有多家投入运行,效果较好。

2.油脂废水处理的基本工艺流程

色拉油生产的废水处理,一般先回收油脂,然后经过处理排入城市下水道系统或水体。

对于含油脂废水常用的工艺为隔油去除悬浮物,继之气浮去除乳化态油,最后生化去除溶解态油和绝大部分有机物。

经过这几步处理的污水通常可达到排放标准。

图3-1油脂废水处理的常规流程

在常规处理流程中,预处理部分通常由格栅、隔油池、调节池和气浮池组成,这一部分的主要目的是去除水中的油脂。

由于污水中的油脂基本是皂脚和磷脂混杂的酸油,溶解性较差,特别是当水温较低时,油脂是半固态,直接采用气浮进行处理效果较差,所以此时在隔油池采用必要的措施是除油的有效方法。

如在废水中加破乳剂或通过pH值的调节改变废水油的溶解性,使之便于隔油去除。

生化处理是保证污水处理达标排放的关键,生化处理工艺目前可采用厌氧和好氧或两种工艺串联使用。

由于油脂加工工艺和原料的不同,造成预处理后进水有机物浓度相差较大,一般在化学精炼工艺中排放的污水采用厌氧处理较为合理的,而在以物理精炼为主的工艺中,污水处理采用好氧处理是恰当的。

由于厌氧处理后的出水一般还达不到排放要求,因此通常在厌氧后要再接好氧处理。

厌氧处理工艺目前采用较多的是上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧滤池和厌氧复合床等,一般采用中温消化方式。

在油脂废水处理中,好氧工艺是必须采用的工艺,根据废水特点,目前采用的好氧工艺主要有传统活性污泥法、接触氧化法、SBR工艺以及其它高效的好氧工艺等。

传统的活性污泥工艺成熟,运转方便,通常出水效果较好,但该工艺在处理工业废水时,抗冲击能力较差,特别容易发生污泥膨胀,使系统运行不稳定;接触氧化法是工业废水处理中采用较多的好氧处理工艺,特别是规模较小的工业废水处理中应用较多,原因是该工艺克服了传统污性法的缺点,具有抗冲击能力强,负荷高、运行稳定、出水水质好等特点;SBR工艺是活性污泥法的变型,由于其具有自动化程度高、抗冲击能力强、不产生污泥膨胀等特点,因此,在小型的工业废水处理中应用也较为适宜。

通过厌氧和好氧处理后的油脂废水,通常可以达到排放要求,但对排放标准要求较严格的地区,污水还应进行进一步的深度处理。

深度处理主要以物化为主,即砂过滤、生物活性炭等。

3.2.2废水处理工艺的确定

由资料和我们的工程经验分析研究表明,对于高浓度的食品油生产加工废水的处理,仅靠简单的物化法很难做到处理后水的达标排放,而且耗能高,造成二次污染的可能性较大。

利用传统的好氧生物处理工艺,废水中的一些大分子有机物质,尤其是一些象生物色素一类的难降解物质很难得到有效的去除。

如果在好氧生物处理之前,采用水解酸化工艺对废水的可生化性进行改良,其发酵产生的异味气体难免会对厂区和附近地区的大气造成污染。

为了提高废水的可生化性,同时还要尽量避免异味气体的散失,我们认为,在好氧生物处理之前,设置全封闭式的厌氧反应池较为理想,在水利停留时间(HRT)一定的条件下(如20小时),反应器内的产酸发酵微生物可有效地降解高分子有机物为低分子的有机挥发酸和乙醇等,可较大幅度地提高废水的可生化性;同时,反应器(如UASB反应器)上部的产甲烷菌群在产氢产乙酸菌的配合下,可将大部分低分子有机物转化成CH4、CO2和H2O而从废水中去除。

另外,如果采用膜生物反应器,由于食品油生产加工废水中含有大量的油脂,极易造成膜污染,且膜的再生非常困难,所以该类废水不适宜采用膜生物反应器处理技术。

根据黑龙江惠康食品股份有限公司对生产废水水质确定的各项指标数据和排放应达到的标准,并考虑在前节所列举原则和各项因素及国内外经验,我们对该公司废水的治理提出如下技术路线:

通过隔油和气浮处理除去大部分的油脂与浮渣,通过设置厌氧生物处理单元,提高废水的可生化性,为后续生物处理效率的提高奠定基础;通过好氧生物处理工艺段,将废水中剩余的可生化有机物(BOD)进一步清除,使出水基本达标;为确保废水处理系统在受到一定因素影响下(如负荷冲击),仍然可使处理后水达标排放,在工艺系统的末端需增设快速过滤处理单元,以防万一。

为了节省动力,降低运行成本,本工艺对废水进行一次提升,将废水从调节池输送到高程最大的隔油沉淀池,后续处理单元的进水,依靠水位差产生的重力流完成。

根据以上技术路线,我们确立的处理工艺流程如图3-2所示。

3.2.3废水各处理单元工艺特点分析

1、调节池

根据厂方提供的水质和水量条件,碱炼废水的PH为8~10,脱色/脱臭废水的PH值为4~7。

经过分析计算,两股水混合后的PH值在6~8之间,比较适宜。

这样,在确定处理工艺时,将两股废水在调节池中调节混合,避免了对单股废水的PH值的调节,可以节省运行费用。

2、隔油沉淀池

一般情况下,隔油池不具有沉淀功能,而本工艺将隔油与沉淀设计为一体,节省了单独设废水预沉淀池的投资,也节省了占地面积。

3、气浮机

采用组合式高效气浮机,该机溶气效率高,处理效果稳定,机电仪实现了一体控制。

占地面积小、电耗省、操作方便、管理简单。

4、复合厌气反应池

在UASB基础上,在反应池中上部设生物填料,增大生物量,使反应池内不同功能的细菌形成生物链,充分发挥各自的协调作用。

在大幅度地提高废水可生化性基础上,尽可能多地去除废水中有机污染物COD/BOD,具有高效、节能、抗冲击负荷能力强、运行稳定可靠,不造成二次污染等特点。

从工厂的实际利益出发,在不影响废水处理效果的前提下,以废水处理为主要目标,将该单元的水和停留时间设为12小时,此时,沼气中甲烷含量低,不能燃烧,已无回收价值,产生的气体净化后排放,取消沼气贮存间及相关设施。

5、接触氧化池

接触氧化池是工业废水处理中采用较多的好氧处理工艺,特别是规模较小的工业废水处理中应用较多,该工艺克服了传统活性污泥法的缺点。

具有抗冲击能力高、负荷高、运行稳定、出水水质好等特点。

6、过滤池

二沉池出水已达到排放标准,为了确保出水水质及考虑厂方排水回用的可能性,加砂滤装置对二沉池出水进行过滤。

3.2.4对各工艺处理单元的说明

1.格栅

这是本处理单元的第一道处理设备。

考虑到该厂生产废水中含大块污染物很少,采用人工格栅,用于去除废水中含有的固体颗粒污染物人力清除栅渣的措施,栅条间隙定为10mm,属细格栅。

该格栅设在格栅井内,半地下式,在上侧设栅渣清除操作平台,该格栅井与调节相连,设在调节池旁边。

2.调节池

废水通过格栅后首先进入调节池。

根据厂方提供的“600吨色拉油生产线污水指标”,碱炼与脱臭/脱色两部分废水完全混合后,水质pH值可稳定在6~8之间,比较适合后续各单元的处理条件,不需要对原水的pH值做人为调节。

为了提高后续隔油沉淀池及气浮工艺单元对COD,尤其是油脂的去处效率,需通过调节池向原水中投加一定量的混凝剂及絮凝剂。

为此,调节池工艺段需要配置相应的投药设施。

调节池的主要作用是调节水量,均衡水质。

为使水质混合均匀,需设置混合搅拌机一台。

调节池采用钢混结构,位于地下,上面浇注混凝土顶板,以有效利用空间面积。

废水调节时间设为5h,总有效容积为100m3。

该池的各部分尺寸为长5m,宽5m,有效水深4m。

在调节池内安装50QW27-15-2.2型潜污泵2台(1用1备),该泵流量20m3/h,扬程18m,电动机功率2.2KW。

3.隔油沉淀池

经调节池调节均质的废水,由泵提升进入隔油沉淀池,隔油沉淀池的容积按废水停留时间3h考虑,即为60m3。

隔油沉淀池呈长方形,长8m,宽3m,有效水深2.5m,采用碳钢结构,出水平面高度高于后续处理设施出水口的平面高度,配设撇油装置。

4.气浮装置

设气浮装置的主要目的是去除废水中的油脂和悬浮杂质。

通过隔油处理只能去除可浮油,而废水中存在的乳化油和悬浮杂质则应通过气浮装置加以去除。

根据生产实践和同类产品比较采用F-20型高效气浮成套设备1台。

这种类型气浮装置具有以下特点:

(一)低压运行,能耗低;

(二)自控系统操作方便;(三)高效溶气罐、高效释放器、高效气浮池,高效组合,气浮出水效果好;(四)释放器抗堵塞设计不锈钢材质,省去维修之苦,寿命长;(五)溶气罐静电喷涂抗腐蚀设计,寿命长。

该机平面尺寸4.6×2.0m,成套设备总功率为6.8KW。

5.厌氧生物处理单元

由色拉油生产线产生的废水,含有大量诸如油脂、蛋白质等高分子有机物质和诸如生物色素等难降解物质,为了有效地去除这些污染物质,本工艺在气浮处理之后,设置了厌氧生物处理单元。

其主要功能是:

①通过水解和产酸发酵微生物的作用,将大分子及难降解物质分解为低级脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸等)和乙醇等,提高废水的可生化性,从而可以提高后续生物处理单元的去除效率;②通过产甲烷菌群的作用,将大部分有机物最终分解为CH4、CO2和H2O而从废水中去除。

厌氧生物处理单元的设置,一方面可以提高后续生物处理反应系统的抗冲击负荷能力,增加系统运行的稳定性,同时由于废水可生化性的提高,也可较大幅度地提高生物处理的效率。

该工艺段采用完全封闭式结构,避免了采用水解酸化工艺产生的异味气体的散失,影响厂区及附近地区的空气质量。

再者,本工艺单元的设置,还可回收大量的沼气能。

本工艺中的厌氧生物处理反应器,采用上流式厌氧污泥床反应池(UASB),在池底部是浓度较高的污泥床,在该污泥床之上是悬浮污泥层,反应器上部设有气、液、固三相分离器。

废水从污泥床底部进入,与污泥床中的颗粒污泥进行混合接触,微生物分解废水中的有机物污染物产生气体,造成强烈扰动,使污泥床上部形成悬浮污泥层,增加废水中的有机污染物与厌氧污泥的接触机会。

产甲烷菌的世代时间较长,一般大于6天,为了提高厌氧反应器对有机物转化产甲烷的效率,需采取一定措施增加反应器中的产甲烷菌的数量,为此目的,本方案在厌氧反应器中部增加了利于产甲烷菌着生的生物填料,形成了复合式厌氧反应池,在提高反应器内生物量的同时,增加了底物与微生物的接触时间,提高了传质效率。

产甲烷菌生物量的提高,为反应器对有机物的有效去除提供了有力保证。

本单元设两个并行反应器,采用钢混结构,边长5m,有效高7m,有效容积175m3,废水停留时间18.5h,反应器内部温度控制在35℃左右。

6.接触氧化反应池

经厌氧生物处理工艺段处理后的出水中仍含有较多的COD(约400~500mg/L),需进一步通过好氧生物处理单元等后续处理工艺将其去除。

该单元由两组生物接触氧化反应池组成,并联运行,每座反应池表面呈长方形,长7m,宽2.5m,有效水深4.5m,内设导流格墙,废水呈推流状态和完全混合状态,单池有效容积为75m3,总有效容积为150m3。

废水总停留时间为8h。

为提高生物量,接触氧化池内布有弹性填料,曝气采用德国技术开发生产的PQC管式可变微孔曝气器。

该曝气器属于国内首创,气孔可随气量增减大小变化,气泡更均匀,在静止状态时,曝气器上的工程合成橡胶弹性膜孔收缩封闭,从而避免了堵塞。

其氧利用率高,超出国际平均标准4%,动力效率超出国标0.3KgO2/KW·h。

充氧能力超出国标0.04Kg/h。

工程实践表明,使用该曝气器,能使曝气池生化反应效率显著高于其它类型曝气器,从而确保废水处理效率。

采用一台SSR-150罗茨风机为生物接触氧化反应池供氧。

7.二次沉淀池

二次沉淀池的功能是截留与分离生物反应器出水中的活性污泥,使处理水得到澄清,沉降的污泥除部分按需要回流到曝气池或厌氧生物反应器外,剩余污泥进入污泥浓缩池,进行浓缩、脱水。

本工艺设钢混结构竖流式沉淀池一座。

池长5m,宽3.5m,有效水深5m,水力停留时间2.8h,表面负荷1.02m3/m2•h。

8.过滤池

其功能是滤出二沉池出水中残余的悬浮物。

钢混结构,共1座,池体呈方形,边长1.5m,池总高5m。

内置石英砂滤料,过滤速度9.8m/h。

池边设反冲洗泵1台,型号IS100-80-125,流量100m3/h,扬程20m,电机功率11KW。

3.5对各处理单元处理效果与出水水质的预测

根据厂方提供的“600吨色拉油生产线污水指标”,碱炼部分废水与脱臭/脱色废水经本工艺调节池调节后,其水质指标概况如下:

COD≤4950mg/L,BOD5≤3960mg/L,油脂≤1650mg/L,pH值6~8。

废水经本处理系统各单元的处理,预测能够达到的处理效果和处理水的各项指标列于表3-1。

表3-1各处理单元对废水能够达到的处理效果

单位:

mg/L

 

处理

 

单元

污染指标

COD

BOD

进水

出水

进水

出水

进水

出水

1

调节池

4960

4960

0%

3960

3960

0%

1650

1650

0%

2

隔油沉淀池

4960

3470

30%

3960

2370

40%

1650

990

40%

3

气浮池

3470

2082

40%

2370

950

60%

990

200

80%

4

厌氧池

2082

625

70%

950

190

80%

200

40

80%

5

好氧池

625

125

80%

190

29

85%

40

14

65%

6

过滤池

125

112.5

10%

30

27

5%

14

13

5%

排放标准

150

30

15

说明:

(1)调节池进水指标是将碱炼、脱色/脱臭废水混合后根据有关资料综合分析得到的(参考2.3一节)。

(2)各处理单元对各种污染指标的去除率是综合归纳公开发表文献的数据和实际工程经验提出的,一般均按低值考虑。

3.2.5污泥处理工艺

污泥是废水处理过程的副产物,如不妥善处理,可能会造成二次污染,特别是油脂加工废水,其污泥转换率较高,污泥的产量较大。

因此,更应重视剩余污泥的处理并使其得到妥善的最终处置。

(1)污泥量的计算

经计算,每日从废水处理系统排出含水率为99.4%的剩余污泥约为45m3。

(2)污泥处理流程

对废水处理站产生的剩余污泥,制定下列处理方案:

 

图3-3污泥处理工艺流程

剩余污泥需通过浓缩处理以降低容积。

(3)污泥浓缩池

采用表面为方型污泥浓缩池一座,钢混结构,周期运行,表面边长3m,有效池深3m,总容积为27m3。

污泥浓缩时间14.5h,产生的澄清水回流调节池。

(4)板框压滤机

初步拟采用XAM32/800u型板框压滤机2台,板框压滤机的脱水率较好,所产泥饼的含水率可降至80%,污泥容积减至4.3m3左右。

压滤机和污泥浓缩池都设置在同一个污泥处理间内。

(5).浮渣、栅渣与沉渣的处理

由隔油沉淀池和气浮池产生的浮渣,以油脂为主要成分,可单独收集,进行综合利用,如用作动物饲料填加剂或制作表面活性剂的原料等。

格栅清理下来的栅渣经干化后,送入锅炉房和煤一道焚烧。

由隔油沉淀池产生的沉渣,可直接排入污泥浓缩池与剩余污泥一并处理。

4、废水回收利用

废水处理站达标排放废水450m3/d,这些废不可直接用于绿化、冲洗地面、消防贮备水及建筑用水。

在原工艺末端,只需加设生物活性炭过滤设备即可使用处理水达到循环冷却水标准。

5、生产过程的职业危害及防制措施

5.1火灾危险及防治

5.1.1建筑

a、废水处理站建筑面积1092.5平方米,本车间生产火灾危险性类别为戊类,建筑的耐火等级为二级。

b、本厂房与锅炉房及煤渣堆场为一个防火区,采用符合规范的厂区道路及建筑间距,满足运输及消防要求。

c、本工程为砖混结构,楼层的柱、梁采用现浇混凝土,耐火极限5hr;梁保护层厚2.5cm,楼层楼板厚不小于100mm,耐火极限2hr;楼梯间墙为240mm厚,耐火极限8.0hr。

d、一、二层设三部楼梯,其中一部为封闭楼梯,楼梯平台为钢筋混凝土平台,另一部为钢爬梯。

第三部为室外爬梯。

疏散距离:

内最远点到外部出口或楼梯间距离小于60m,以上均满足《建筑设计防火规范》要求。

e、室内装修:

天棚、墙面、地面为水泥砂浆抹面满足防火要求。

5.1.2消防给水

a、厂区南侧哈平南路铺设开发区给水管线DN500,厂区用水接自该给水干管。

b、厂房高10.90米,总体积约5954.125m3,室内消防水量25l/s,90m3/hr。

5.1.3电气

a、动力系统的配电采用互相五线制,在主控柜与现场操作柜之间设置必要的隔离开关,并在主要配电部位附近放置灭火器。

5.2工艺安全措施

a、主要设备及管道根据工艺要求布置测点,测量温度、压力、流量等参数并设置相应的记录、积算、报警等功能仪表。

b、各机械传动外露转动部分设防护罩。

c、各电动机控制部分设有事故信号。

d、管道及支架进行防腐处理。

e、热力设备及管道进行保温,保温厚度按其外表温度小于50℃计算。

f、具有腐蚀性的酸、碱等物质,贮存在密封容器中,并设专室隔离存放。

在配制碱液时,严格控制碱液的浓度及加碱的速度和温度。

5.3防雷措施

a、本工程不设避雷,利用建筑物基础内钢筋作为引下线及接地体。

5.4通风设施

a、一层设有三台轴流风机,二层设有四台轴流风机,通风换气,以排出房间内异味。

5.5噪声控制设施

a、选择低噪音设备。

b、泵类设备、风机等设置减振设施来减振消音。

5.6卫生措施

a、车间内设置休息室,面积为18m2。

b、车间内设置卫生间,卫生间内设置洗手盆、拖布池。

根据每班操作工人1人,厕所设置1个蹲位。

c、在厂区内锅炉房设有淋浴间,故车间内不设置淋浴间。

d、车间内化验室,设置上下水、洗手盆等设施。

e、车间内设置设备及地面清洗软管接头,设置若干个地漏,下水通过排水管网排至厂区水处理间。

经处理后达标排放。

6、预期效果及评价

本着严格执行国家现有的有关设计技术规定的原则,各专业在设计中将充分考虑工业卫生与劳动安全的要求,并且采用的措施经实践证明是行之有效的,并将这些措施具体、完整地落实在施工图设计中,相信在设计、施工运行人员的认真、严格执行下,能使该工程的工业卫生与劳动安全达到国家标准的要求。

7、专用投资

本工程各生产环节的工业卫生与劳动安全措施,均在各专业设计时执行国家有关规定中体现,所以属于这方面的设施费用属于各专业工艺投资中的一部分,在此不做单独统计,均列入本工程投资概算中。

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