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如今,茂名河东水厂供水范围覆盖茂名的三分之二,日供水量约为12~13万立方米,因此其富余能力大。
河东水厂工艺流程图
河东水厂的源水由高州长坡水库通过东干渠输送到山阁老虎岭调节水库,然后通过1.6米水泥管进入河东水厂,源水进入厂区后,先进行前加氯、加矾,然后经混合槽混合,进入一期迴流反应池(或二期折板反应池)充分混合反应后,流到一、二期平流沉淀池,进入恒流快滤池,经滤池过滤,再经过后加氯消毒,清水进入清水池,最后由清水泵房的泵机加压进入城市供水管网,则可以饮用。
水厂的成品主要是自来水,各生产岗位对了解自来水生产工艺流程(见图1-1),以及水质检查控制指标是非常重要的。
为了正常控制水质,河东水厂的水质控制指标为:
1.PH值:
源水、待滤水、出厂水PH值为6.5-8.5;
2.浊度:
待滤水<
8NTU,滤后水<
3NTU,出厂水<
3NTU;
3.余氯:
滤后水余氯为0.40-0.70mg/L,出厂水余氯为0.30-0.70mg/L;
二、流体输送机械
投药车间的流体输送机械按工作原理可分为两类:
一类是计量泵,另一类是离心泵。
计量泵有两台(一备一用),都用于泵送矾液,故通常称之为投矾泵。
投药车间的离心泵主要用于三种场合:
一是用于提升矾液,故称提升泵(一备一用);
而是增加加氯系统工作水的压力,故称为增压泵或加压泵(一备一用);
三是用于取样分析,故称为取样泵(一台是SCD取样泵,另一台是浊度取样泵)。
2.1离心泵的工作原理
主要部件是旋转的叶轮1和固定的泵壳2和轴封装置3.
离心泵一般由电动机驱动,电机功率一般要比泵的额定功率大10%-30%以上,离心泵正常工作时,泵轴和叶轮在电机的驱动下高速旋转,叶片间的液体也随之作圆周运动,因而产生离心力。
在此离心力的作用下,液体从叶轮中心被抛向外缘,并从中获得能量,经过机械能的转换,最终在泵的出口处获得较大的压力(强),由于叶轮中的液体被抛向外缘,叶轮中心的入口处会形成一定的真空度,,正是这一真空度的存在,使得液面低于泵入口的液体能源源不断地吸上来,从而保证了流体的连续输送。
2.2计量泵的工作原理
河东水厂投矾车间的计量泵为隔膜泵,其工作原理与双动往复泵类似,主要由泵缸、活塞3和活门1组成,当活塞3在外力的作用下从左侧向右侧运动时,泵体内的工作腔容积增大形成低压,此时,排出活门1在压出管内液体的压力作用下关闭,吸入活门1则被泵外液体推开,液体由此流入缸体内,活塞3移至最右端,吸入行程结束,当活塞3向左运动时,因活塞3的挤压,缸体内的压强骤增,此时吸入活门1关闭而排出活门1打开,液体被排入压出管路,这样达到了输送液体的目的,而隔膜2的作用于将活塞3与被输送的液体隔开,这样,矾液就不会腐蚀活塞和缸体。
2.3计量泵的流量调节
河东水厂投帆车间的计量泵的流量调节主要是通过调节活塞运动的频率和活塞运动的冲程来实现的,具体来说,一方面,以源水的流量作为前反馈变量来控制变频电机的转速(当源水流量小于1000m3/h时,投矾系统自动停止工作),从而打到改变计量泵活塞运动的频率的目的;
另一方面,以SCD(流动电流检测仪)检测出的SCD值作为反馈变量来控制计量泵的冲程,亦即计量泵的活塞的行程,由此实现矾液投加量的控制。
当SCD值为0时,为投矾效果已达最佳点;
当SCD值为正值时,则是加矾量已过大;
当SCD值为负值时,则是加矾量不足,在实际操作中,投矾量以SCD值越接近0越佳。
值得注意的是,离心泵可用出口阀门来调节流量,但这种方法却万万不能用在计量泵的调节上,因为计量泵的流量与管路特性无关,调节阀门不但不能改变流量,而且一旦完全关闭,泵缸内的压强将急剧上升,可能导致泵缸的爆炸,因此,为以防万一,在出口管路中应安装回流管路,回流管路的出口,即我们常说的回流口。
三、投矾系统
加药间流程图
3.1混凝原理
源水之所以浑浊不清,是因为水中含有大量以胶体形式存在的粘土颗粒,由于这些粘土颗粒一般都带有一定的负电荷,在静电的相斥作用下,这些颗粒一般不易结大而沉淀,源水始终表现为浑浊现象,要让这些颗粒互相凝聚、结大而沉淀出来,最有效的办法之一是加入致沉作用强的三价铝离子,在铝离子的衍生物中,由于以聚合物形式存在的聚合氯化铝具有反应时间短、混凝效果好、形成矾花大、沉淀速度快、适应不同水质及较宽的PH范围等优点,在生产上我们采用加入聚合氧化铝水溶液的方法使浑浊的源水变得清澈,聚合氧化铝的分子式可表示为:
[ALm(OH)nCL3m-n]。
我们把一定量的致沉剂溶液按比例混合到源水中,并在混合槽和反应池中充分混合、反应,凝聚成较大颗粒的矾花过程称为混凝,在混凝过程中,起混凝作用的致沉剂,也可称为混凝剂。
注意的是,混凝剂的添加量存在一个最佳的范围,添加少了,致沉作用不大;
添加多了,反而会因过多的铝离子致使原来带负电荷的胶粒为带正电荷,颗粒间的斥力又增加了,从而致使凝聚效果下降,因此,在投矾工艺中,必须准确控制添加量,且应经常跟踪投加效果。
3.2投矾系统的工艺过程
用提升泵将矾池中配制好的矾液提升到计量泵的入口处(以防发生气浊现象),由计量泵根据源水的流量按比例投加到源水中,并在混合槽进行充分地混合,然后进入反应池(一起为迴流反应池,亦称为回转式隔板反应池,二期为折板反应池)充分反应,水中胶体杂质凝聚成较大的矾花颗粒后,在后续的平流沉淀池中被除去。
投矾泵
3.2.1混合槽
混合槽是让矾液迅速而均匀地分散到水中,生成氢氧化铝胶体,可和水中杂质胶体相互凝聚,结成微小的矾花。
3.2.2反应池
反应池是使微小的矾花在缓慢的水流中经过多次的碰撞和吸附,凝聚城0.6-1.0mm大小的矾花颗粒,以便在平流沉淀池内迅速沉淀,河东水厂的反应池有两种,一种是一期工程的迴流反应池,另一种是二期工程的折板反应池,但它们的主要原理都是利用隔板产生紊流,以增加矾花颗粒间的碰撞次数,源水在反应池的反应时间约为25分钟。
图3-2反应池的结构示意图
3.2.3沉淀池
从反应池出来的水含有大量的矾花,需要进入沉淀池进行沉淀,把生成的矾花和清水分离。
沉淀池的结构如图3所示,反应池出来的混合水进入沉淀池,沉淀池有一点的长度,靠近进水口的地方为矾花沉淀区,越靠近进水口的地方,矾花的含量越高。
在矾花区设置一台抽泥机,定期将沉淀的矾花抽出沉淀池。
靠近出水口的地方为清水区,在清水区靠近液面的地方用集水槽收集清水。
茂名河东水厂一期的沉淀池的结构与二期的沉淀池的结构不同,二期的沉淀池对矾花的沉淀效果更好
茂名河东水厂的沉淀池是平流沉淀池,其构造按作用可分为四个区进水区、沉淀区、积泥区和出水区,一期沉淀池容积为90×
14.1×
3.0=3807m3,二期沉淀池的容积为88.1×
10×
3.8=3348m3。
源水在沉淀池的反应时间可用下式粗略计算:
沉淀池的容积/源水流量=反应时间
一般来说,反应时间为1.5小时左右。
图3-3沉淀池的结构示意图
从沉淀池出来的清水含有少量的矾花和细菌(如大肠杆菌),需要经过滤池进行过滤。
滤池的主要成分为1.2m的石英砂,利用石英砂对物质(如矾花)的吸附作用,将沉淀池出来的清水过滤干净,并投入氯气。
投入氯气的作用是杀手水中的细菌(主要是大肠杆菌)和藻类,投入氯气的含量要保证成品自来水余氯为0.3,如果余氯太低的话,不能够达到很好的杀毒效果,不能够有效地杀死水中的大肠杆菌和藻类;
如果水中的余氯含量太高的话,又对人体有伤害。
由于石英砂吸附了矾花,为保证供水的质量,需要定期对滤池进行反冲洗,冲洗掉吸附在石英砂上的矾花。
反冲洗的步骤主要有先气洗两分钟,让石英砂疏松;
然后再水洗和气洗一起,冲洗掉吸附在石英砂上面的矾花;
最后用水洗将脱落的矾花冲进排水槽,排出滤池。
茂名河东水厂的一期滤池需要20小时反冲洗一次,而二期滤池需要24小池反冲洗一次,这是因为二期的沉淀池对矾花的沉淀效果比一期的沉淀效果更好。
四、加氯系统
源水在经过混凝,沉淀,过滤后,水中的大量悬浮物已被除去,水变清了,但还有一定数量的微生物,包括对人体有害的病原菌,因此,必须用消毒的方法去除,消毒的方法有多钟,比如加漂白粉法,加漂白粉精片法和加氯法等,河东水厂采用的是国内各大水厂普遍采用的加氯消毒法,也就是将液氯气转化成氯气后通过水位器加到水中,起到杀菌的目的。
4.1消毒原理
氯气加入水中后会发生一系列的化学变化。
氯气首先和水反应生成次氯酸[HCLO]:
CL2+H2O↔HCLO+H++Cl-
而次氯酸[HCLO]是一种弱电解质,在水中会进行电离反应:
HClO↔H++ClO-
在水中,起消毒作用的主要是次氯酸[HCLO],而不是次氯酸根[ClO-],由于细菌表面通常带有负电荷,离子状态的ClO-因同性相斥而难以靠近细菌,而次氯酸HClO是中性分子,它能迅速附着在细菌的表面,并透过细胞壁破坏细胞的酶,从而打到杀菌的作用。
4.2加氯系统
河东水厂的加氯系统是德国W&
T公司的V-2020序列的40kg/h加氯系统,该系统分为“前加氯”和“后加氯”两部分,前加氯的主要目的是杀死水体汇总的青苔,氧化部分有机物和降低亚硝酸盐的生成;
后加氯的主要目的是杀死细菌、病毒和其它致病微生物,保证出厂水有适量的余氯量,以抑制水中残存的细菌的繁殖和防止管网再度被污染,加氯系统主要由氯瓶、自动切换阀、真空调节止回装置、加氯机、水射器等组成。
工艺流程图如下图所示:
4.3加氯系统的工作原理
工作水(清水)从平衡池进入增压泵,经过增压泵加压后的清水在水射器11产生真空(负压)。
当达到一定的真空度后,通过加氯机传到真空调节止回装置(主要包括了真空调节阀13和压力调节止回阀2),这时,真空调节阀13和压力调节止回阀2打开,阀前的正压氯气通过阀口降为负压气体,压力调节止回阀2将气体调节为正常运行所需真空度的气体,负压气体沿着管线经转子流量计5测定流量,兵通过V型槽6的阀孔的面积的变化来控制流量,再由差压调节阀8通过恒定V型槽6前后真空度之差保持其流速稳定,然后进入水射器11,在水射器11中氯气和水充分混合后,形成氯水混合物,然后经过出口管线送到加注点。
4.4加氯系统的主要组成及作用
4.4.1自动切换阀
自动切换阀的作用是当氯瓶中气体压力低于设定值(2.0BAR)时报警并触动切换开关,将氯气输出管路自动切换到备用氯瓶上。
4.4.2过滤器和液氯收集器
过滤器的作用在于去除氯气中杂质,达到净化气源的目的。
液氯收集器的作用主要有3点:
一是将氯瓶中其它的不气化的液体分离;
二是将切换气瓶时带出的液氯或再液化的液氯分离出来,通过向外界吸热而重新气化后进入调节系统;
三是为低温提供更多的传热面积。
4.4.3真空调节止回装置
真空调节止回装置包括了压力调节止回阀、压力释放阀、真空调节阀和加热器。
其中,压力调节止回阀相当于减压阀和截止阀,如果真空被破坏,压力调节阀将自动关闭,仿制氯气外漏,如果失效,压力释放阀允许气体通过排气管排出,阻止气体压力的上升以至超过大气压。
加热器是对氯气进行加热,防止氯气再液化。
4.4.4加氯机
加氯机用来均匀地将氯气加入水中,使氯气与水充分混合。
加氯机主要由差压调节阀、V型槽、调节器、真空释放阀、排泄阀和压力表等。
差压调节阀的作用在于恒定加氯机的加氧量,使加氯量不随水流量或氯源压力的变化而变化。
V型槽和调节器的作用主要是用手动或自动的方式来控制流量。
如果气体供应不足或差压调节阀有故障,会导致真空度过大,真空释放阀打开,使外界空气进入加氯系统,从而避免了氯瓶内部压力过低的现象,而排泄阀的作用是如果水射器内部的止回阀出现故障,导致水进入进氯管线,排泄阀将阻止水进入加氯机,从而引到了保护加氯设备的目的。
加氯机上有两个真空压力表,简称真空表,上方一个,表示气源的真空度,而下方的指示水射器的真空度。
加氯机
4.4.5水射器
水射器的原理较为简单,经过加压后的高压工作水通过喷嘴时,因为速度极高,在侧孔产生真空,把止回阀的气体吸入水射器与工作水混合。
水射器的大小和喉部大小是恰好形成一个组合以配合特定的液力条件和加氯机容量,当关闭水源时,因加氯机仍保持一定的真空度,所以,喷嘴会产生倒流水,在倒流水的作用下,把止回阀的阀球压回阀座,使倒流水无法进入气管,从而杜绝了水进入加氯机的可能。
4.5加氯系统的控制原理
加氯机的控制即可手动调节,又可自动控制。
为提高加氯系统的控制精度,河东水厂采用了余氯分析仪在线分析,并与超声波流量计、PID控制器、加氯机等组成复合环控制系统。
见图4-3
五、漏氯吸收装置
5.1漏氯吸收装置的工作原理
液氯自钢瓶中流出到大气中,压力骤然降低,吸收环境中的热而迅速气化。
氯与氢氧化钠化合后,生成较为稳定的次氯酸钠、食盐和水。
其化学反应时如下:
Cl2+2NaOH→NaClO+NaCl+H2O
5.2漏氯吸收装置的工作原理
从钢瓶跑出的液氯迅速气化,由离心风机从地沟中将含有氯气的空气抽出,压入碱液槽顶部。
气体从第一吸收塔底部升流,与碱液泵自碱液槽抽出,从塔顶喷洒而下的碱液在填料中相互接触。
一部分氯气被碱液吸收,其余的通过联通管进入第二吸收塔底部,再进行第二次吸收。
剩余的空气和少量未被吸收的氯气从第二吸收塔的塔顶排出大气。
在第二吸收塔的顶部有一除雾装置,将尾气中所夹带的碱液液珠除掉,以免污染环境。
5.3漏氯吸收装置的主要构件
包括吸收塔、碱液槽、碱液泵及电机、离心风机及电机、和全部室内工艺管道,室内外尾气排放管道等。
5.4漏氯吸收装置的自动吸收控制
目前在氯瓶间、加氯间分别安装了2组及1组漏氯检测探头。
当氯瓶间的氯气浓度超过1.5ppm时,开始报警;
当氯气超过5ppm时,漏氯吸收装置亦将自动启动。
5.5漏氯吸收装置的操作
5.5.1自动开启操作
将选择开关选为“自动”。
当漏氯检测仪检测到氯气时,自动启动风机和碱液泵进行氯气的吸收。
启动顺序是先开启碱液泵,两分钟后开启离心风机。
当氯气吸收完毕,漏氯检测值小于0.25ppm时,可将选择开关转为手动,按下停止按钮。
5.5.2手动开启操作
当发生漏氯事故,而漏氯吸收装置不能自动启动时或在每月定期开启时,可手动开启。
手动开启也有两种方法,一是将选择开关选择开关选为“手动”,再按下“自动启动”按钮,另一种方法是将选择开头转为“手动”,然后按下碱液泵的开启按钮,待碱液泵正常启动后,按下离心风机的启动按钮。
漏氯吸收装置
六、中央控制室
6.1基本配置
两套PLC、两套模拟屏、一套无线电收发系统、两台UPS、两台印机、两台工业型计算机。
6.2中控系统的功能
中央控制室是水厂的指挥中心,操作员在中控室可对全厂的设备进行监视和控制,并用电脑做数据处理和存储,显示和通性,主要功能有:
1)控制、操作功能:
在中央控制室能对全厂设备进行自动控制和人工干预,能对各子站的PLC的参数进行时设定及修改。
2)显示功能:
能形象、实时、动态显示各生产过程的主要技术参数,能显示所有设备的运行状态。
3)报警功能:
当某一参数异常或设备故障,能给出声、光报警,显示相应的提示信息和画面,并实时打印报警信息。
4)数据库管理功能:
能建立生产数据库,存储生产原始数据,供统计、分析用;
能建立故障数据库,记录PLC错误、系统错误及事故等。
5)报表输出及打印功能:
可打印日报表、月报表、年报表及可实时打印故障记录。
6)能及时将水厂的生产情况通过无线电收发系统与总公司调度室互传。
中控室内装有两台工控机,工控机上装有组态软件。
通过组态软件不仅可以查看全厂各种设备的工作状态,如阀的开关状态;
而且还可以查询各个流程的参数,如水质的参数(余氯、浊度、PH值);
还可以对各个流程进行控制,如阀门的开关控制、电机投切、根据现场参数给出自动控制信号等,实现全厂的自动化生产。
同时,在中控室内,有两个全厂模拟图(一期和二期各一个)可以观察到全厂所有设备(水泵、电机)的工作状态,例如用表示泵的符号旁边的小灯亮的颜色来表示泵的状态。
水厂二期工程模拟图
部分组态软件的流程控制界面和数据界面如下图所示。
部分组态软件的流程控制界面
部分组态软件的数据界面
七、供配电系统
水厂泵房有6台额定电压为10KV的高压电机,所以,茂名河东水厂的进线为10KV的高压电。
由于水厂为连续生成的单位,所以有2条进线,这两条进线的均来自于不同的电站且都带电。
水厂的高压配电房中共有2段母线,采用单母分段的形式。
一段母线带有3台高压电动机的出线和1台变压器(10/0.4KV)的出线,另一段母线除带有3台高压电动机的出线外,还带有2台变压器(10/0.4KV、10/0.66KV)的出线。
运行方式是通常两段母线的母联开关闭合,由一路进线给两段母线供电,当发生故障时,再由另一条进行为两段母线供电。
高压配电房采用的断路器有两种:
SF6断路器和真空断路器。
此外,高压配电房还装设有避雷器、电压互感器、电流互感器等电气设备进行相应的保护和计量。
所有开关柜的二次系统都有相应的继电保护系统,其继电保护系统的电源由低压配电房提供,供电电压为110V直流电。
高压的10KV进电分别由3台变压器变压为0.4KV和0.66KV,其中0.4KV为水厂的低压用电和照明用电,办公用电;
而0.66KV为1号电动机的供电电源(0.66KV经过变频器后给1号电动机供电)。
10KV电压从高压配电房母线的出线经过电缆送到室外的变压器,变压后的低压引至低压配电房;
由低压配电房进行所有低压用电的配电。
此外,低压配电房内还有一台电源柜,它将380的交流电整流为110V的直流电,为高压系统的二次回路提供操作电源。
为了保证在断电时,仍然能够对高压系统进行操作,以保证安全;
低压配电房内还设置有一个二次电源的电池柜。
在断电时,电池能够提供110V的二次操作电源。
实习体验与心得:
通过这次实习,让我懂得了很多。
首先,我了解到了自来水生产的工艺流程,特别是了解了许多关于电气自动化控制的东西(如PLC)。
这些虽然以后我们都将学习,实习中我们接触的机器设备都是实物,它们远比我们课本上看到的机器要直观、真实的多。
我们接触了不同型号的机器设备,简单的了解其功能与工作原理。
由于我们目前还没有学习这些知识,我认为此次实习也可以为我们以后的学习打下一定的基础,等到学习的时候我们一定能得心应手。
现在的我们,被禁锢在知识、书本的象牙塔里,只知道埋头苦学书本上的那些理论知识,以为有了理论就能够左右一切,其实这是错的,人类社会之所以繁衍、之所以进步,不是靠区区理论就能行的。
有句诗说得好“书上得来终觉浅,须知此事要躬行。
”说的就是要把理论与实践相结合起来的道理。
没错,只有把理论与实践紧密的结合起来,才能做出成就。
马克思主义与中国实践的完美结合就是最好的例证。
这也算是此次实习中我所收获到的一些哲学方面的东西。
其次,通过这次实习,我了解到自来水生产的不易,它要经历的流程非常多,所需要的东西也非常多,所以我们要格外珍惜。
说到此,我就想起了我们地球的水资源状况,想到了我们人类对待水资源的态度。
真是感慨颇多啊!
地球上的水资源,从广义上来说是指水圈内的水量总体。
由于海水源难以直接利用,因而我们所说水资源主要指陆地上的淡水资源。
虽然我们地球的水资源丰富,但事实上,陆地上的淡水资源总量只占地球上水体总量的2.53%,而且大部分是主要分布在南北两极地区的固体冰川。
虽然科学家们正在研究冰川的利用方法,但在目前技术条件下还无法大规模利用。
除此之外,地下水的淡水储量也很大,但绝大部分是深层地下水,开采利用的也很少。
人类目前比较容易利用的淡水资源,主要是河流水、淡水湖泊水以及浅层地下水。
这些淡水储量只占全部淡水的0.3%,占全球总水量的十万分之七,即全球真正有效利用的淡水资源每年约有9000立方千米。
对待这样的水资源状况,我们地球人又做了什么呢?
看看现如今的社会现状就知道了,到处是排放污水的厂房,人们对于水也是不加爱护,浪费水资源的事件时有发生,更可恨的是他们竟然对此不感到羞愧,还以此为荣,真是让人痛心疾首。
通过这次实习,使我深刻的意识到如今提高节水意识已到了刻不容缓的地步,我们不仅要从自身做起,还要发动周围的人一起做,一传十十传百,真正做到人人节水、爱水。
让我们的地球永远焕发出晶莹的色彩。
一、实习目的
1、通过实习,使学生了解化工产品的生产过程和化工生产的特点。
了解仪表及自动化在炼油化工生产中的地位和作用。
2、了解实习装置的工艺流程、主要设备的结构、原理及其作用。
3、通过实习,初步获得化工生产的感性知识,为即将学习的专业课打下基础。
4、通过实习,培养学生严明的组织纪律,在向工人师傅学习、向实际学习的基础上树立热爱所学专业的思想。
二、实习内容
1、了解实习装置的概况,熟悉工艺主干流程,了解化工生产的特点及其安全防护知识。
2、初步了解实习装置的主要设备的名称、结构、原理和作用。
3、初步了解仪表及自动化在化工生产中的地位和作用。
4、了解简单自动化操作的实现,建立感性认识,了解实习装置工艺流程的操作特点和方法。
三、实习报告
1、公司简介
茂名呈驰高新科技化工有限公司,主要经营MPS丁苯抗冲树脂(k树脂同类产品)
2、众和弹性体
众和弹性体是以苯乙烯、异戊二烯和丁二烯为单体聚合而成的三元共聚物,化学名称叫SIBS,可以应用于电绝缘、保护掩蔽、尿布、妇女用品、双面胶带、标签、包装、医疗卫生、书籍装订、表面保护膜、木材加工、壁纸及制鞋等等领域,并且具有不含溶剂、无公害、粘接范围广的特点。
在产品应用上可以与苯并呋喃/茚树脂和松香一起溶于乙酸乙酯/汽油中,制得快干、速固型粘合剂,用于鞋厂流水线生产。
与增粘树脂(如:
氢化树脂甘油酯)及其它添加剂可以制备热熔粘合剂,也可制成压敏胶。
众和弹性体与常用的SIS性能相近,在沥青改性方面也表现较好的加工性能,同时也表现较好的贮存稳定性,硬度高,韧性好,具有较高的防滑效果及耐磨性,适用于各种级别公路铺设。
同样,氢化后的产品可加入载体油中制备高温耐氧性能优良的粘度指数和剪切强度改进剂。
因为矿油的粘度随温度变化很大,要得到粘度指数更高的油品,须加入粘度指数改进剂。
氢化SIBS在不同温度下呈现不同的流动形态,从而可以起调节油品粘度指数的作用。
主要特性
1、象玻璃一样清澈、透明和光亮,同时还具有极高的韧性和抗冲击性
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