制革污泥處理與資源化研究’
李文兵’ 胡新根‘ 夏鳳毅‘ 唐平2 趙有才2
(1．溫州大學，浙江溫州325027；2．同濟大學污染控制與資源化研究國家重點實驗室，上海200092)
摘要 制革過程中會產(chǎn)生大量污泥，其中含有多種污染物，如氮、鉀、磷等有機質尤其是鉻等重金屬，使該污泥對制革
環(huán)境周圍的水環(huán)境和土壤環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染，因此制革污泥是一種危險廢物。合理處理和利用好制革污泥是制革業(yè)
可持續(xù)發(fā)展的內在要求。詳細介紹國內外制革污泥處理與資源化利用的方法，如填埋、焚燒等，并指出焚燒法處理制
革污泥是今后的一個重要研究方向，資源化是其最理想的處理方武。
關鍵詞制革污泥處理焚燒二次污染資源化
0 引言
制革是將動物皮加工成具有使用價值皮革的過
程。從化學反應過程看，制革實質上是在以水為介質
的體系中，借助機械、化學、生物等手段，在保持皮膠
原纖維基本結構的前提下，對天然生物質材料進行的
多相非均質物理化學處理過程⋯。因此，在制革過程
中會產(chǎn)生大量的制革廢水，而處理制革廢水則會產(chǎn)生
大量活性污泥，因其過程工序復雜，所添加的各種化
學藥劑繁多，故在這些絮狀的活性污泥中含有大量水
分、豐富的有機物及N、P、K等營養(yǎng)元素，同時還含有
鉻等重金屬及病原菌等有毒有害物質舊1，污泥性質不
穩(wěn)定，極易腐化，散發(fā)惡臭，并可能為危險的病原微生
物、寄生蟲卵提供溫床，如果任意排放不加處理，不僅
對環(huán)境造成污染，同時也是對資源的嚴重浪費¨1。
l制革污泥的處理
與一般處理污泥類似的是，制革污泥的處理也要
達到減量化、無害化、穩(wěn)定化的目標。目前制革污泥
的處理方法主要有填埋、焚燒和海洋傾倒，這3項基
本上是消極的處理方法，既不能達到廢物的資源化，
又污染環(huán)境。資源化的方法主要有農業(yè)利用，建材利
用等。歐盟是對環(huán)保要求非常高的地區(qū)，在很多三廢
處理方面都走在世界的前列，圖I是2003年的污泥
處理總趨勢。從中可以看出，污泥焚燒是最重要的處
置方法。
1．1填埋
填埋是一種簡單的處置方法，但也是一種粗放消
極的方法。我國用此法處理污泥的時候大多沒有進
行無害化處理，污泥中所含有的有毒元素，并沒有被
·浙江省科技廳重點項目(2007CZll54)；溫州市重點重大科技計劃
項目($20058014、G20070018)。
蓁霍舊
32
環(huán)境工程
2008年8月第26卷第4期
的將干化污泥與煤混合后送入鍋爐燃燒，混合比例不
確定，對燃燒廢氣剩下的廢灰，沒有進一步的研究和
處理n引。此外，該法需要特殊的設備，選址困難，故
該法的推廣也是備受限制。
1．3傾倒
海洋傾倒是傳統(tǒng)的處理污泥的方法，最為簡單也
最為禍害，它直接將富含鉻等重金屬和各種有毒有害
物質的制革污泥直接倒人海洋中，給生態(tài)環(huán)境造成了
重大危害。目前大多數(shù)國家已不再采用。
2制革污泥的資源化
制革污泥的資源化主要是農業(yè)利用和建材利用，
除此之外也有制燃油、黏結劑等。
2．1農業(yè)利用
農業(yè)利用主要是堆肥、制造有機復合肥和制動物
飼料等，在污泥農用中，降低制革污泥中的重金屬含
量是非常重要的一個方面，因為重金屬是重要的毒性
指標，在毒性為害極小的情況下，才可實現(xiàn)污泥的農
業(yè)利用。
(1)堆肥。制革污泥中含有大量的有機質和N、
P、K等植物需要的養(yǎng)分，能夠起到農家肥的作用，并
且能改善土壤的結構。但是由于污泥中含有有害成
分，必須在利用前進行無害化處理，如好氧與厭氧消
化、堆肥化等，其中堆肥處理應用最為廣泛。堆肥化
就是依靠自然界中的細菌真菌等微生物，人為地、可
控制地促進可被生物降解有機物向穩(wěn)定的腐殖質轉
化的生物學過程‘‘41。通過污泥堆肥，污泥中可生化
有機物得到進一步降解，污泥體積減少1／4；不斷的通
風可使污泥的臭味降低；持續(xù)5—7 d、>55℃的堆體
內溫度，可殺死一般致病菌和寄生蟲卵，達到減容、無
害和資源化的目的¨糾。
(2)制造有機復合肥。利用制革污泥制造有機復
合肥的過程是將污泥800—1 000℃高溫烘干，殺滅
病菌、蟲卵，保存有機成分不受破壞且除去有害菌，接
人有益菌培養(yǎng)，消除污泥的臭味，增加污泥中的營養(yǎng)
元素，再添加N、P、K有效成分，增加污泥中的養(yǎng)分含
量，經(jīng)造粒、低溫烘干等工藝將污泥制成具有生物活
性、全營養(yǎng)、無公害的有機復合肥¨引。
(3)制動物飼料。制革污泥中含有大量有價值的
物質，粗蛋白含量28．7％一40．9％，灰分含量
26．4％一46．O％，纖維素含量26．6％一44．O％，脂肪
酸含量O％一3．7％。其中70％的粗蛋白以氨基酸形
式存在，包括蛋氨酸、胱氮酸、蘇氨酸等，污泥蛋白中
含有幾乎所有家畜飼料所需的氨基酸，且各種氨基酸
之間相對平衡，因此可以作為飼料蛋白加以利用¨5|。
(4)制革污泥消化制沼氣。厭氧消化是利用厭氧
微生物的分解作用．使污泥中的有機物分解并趨于穩(wěn)
定。厭氧消化一般是在密閉的消化槽內，在30℃下
貯停30 d，主要是通過兼性厭氧細菌和厭氧細菌的作
用使有機物分解，最終生成以甲烷為主的沼氣¨6|。
厭氧消化處理能達到污泥減量的目的，且可以回收一
部分能源，也為后續(xù)處理減輕負擔。但消化后污泥含
水率較高，仍需進一步脫水，近年污泥消化技術不斷
提高，如機械濃縮和高濃度消化的有機結合、完全厭
氧二相消化法等¨引，使發(fā)酵時間有較大程度地縮短，
甲烷發(fā)生量和消化率提高，且投資費用較低。
2．2制革污泥作建筑材料
(1)制磚。臺灣一個研究小組發(fā)現(xiàn)，污泥可壓制
成普通的建筑用“生態(tài)磚”。這種污泥生態(tài)磚是在黏
土磚中混入10％污泥，并在900℃條件下燒制，可達
到最佳效果。即使是污泥比例占30％的生態(tài)磚，這
種／JnT過程仍可實現(xiàn)。這種方法不僅處理了污泥，還
在燒制過程將有毒重金屬都封存在污泥中，也殺死了
所有有害細菌，而且這種磚完全沒有異味。浙江大學
理學院環(huán)境與生物地球化學研究所翁煥新教授在通
過大量實驗研究獲得各種技術參數(shù)的基礎上，利用污
泥資源具有熱值較高和輕質地的特點，成功地開發(fā)出
了一種輕質磚。該輕質磚體的放射性指標符合《建設
材料放射衛(wèi)生防護標準》要求，磚體主要指標達到普
通燒結磚的國家標準，具有高抗壓強度、節(jié)省能耗
10％、質量比同體積的普通磚小，并節(jié)省黏土資源
10％，15％等優(yōu)點。這樣既實現(xiàn)廢物利用，又減輕污
泥處理的負擔，而且為污泥尋找了新用途。
(2)制水泥。水泥生產(chǎn)中利用的廢物主要是高爐
水渣和粉煤灰，副產(chǎn)品為石膏、爐渣煙塵等。近年來
日本研究出利用污水處理產(chǎn)生的脫水污泥為原料制
造水泥技術。這種類型水泥的原材料中約60％為廢
料，水泥的燒成溫度為l 000—1 200℃，因而燃料耗
用量和CO，的排放量也較低。因而，以污泥為原料生
產(chǎn)的水泥叫做“生態(tài)水泥州嵋1。
(3)制輕質陶粒。污泥制輕質陶粒的方法按原料
不同分為兩種：一是用生污泥或厭氧發(fā)酵污泥的焚燒
灰制粒后燒結。此種方法需單獨建焚燒爐，而且污泥
中的有機成分得不到充分利用。二是直接用脫水污
泥制陶粒的新技術。目前國內已經(jīng)研究生產(chǎn)出以污
環(huán)境工程
2008年8月第26卷第4期33
泥為原料制成的陶粒和陶�？招拇u。這種輕型磚與
傳統(tǒng)的黏土實心磚相比，具有輕質、高強度、保溫隔
熱、抗震等功能。用這種陶�？招拇u代替普通黏土燒
結實心磚，既可節(jié)約土地，又節(jié)約能源及鋼材，降低環(huán)
境污染，提高了綜合效益，變廢為寶。
2．3其他利用
(1)污泥熱處理制燃油。近年來，國內外發(fā)展了
污泥的熱處理技術，這一方法是將污泥在熱環(huán)境下進
行分解，從而制得一些有用物質，如可燃氣體、油等。
污泥低溫熱解是利用污泥有機質在加熱條件下的部
分熱裂解過程，產(chǎn)生污泥衍生燃料的技術。經(jīng)此過
程，污泥轉化為燃燒特性優(yōu)越的油、炭和可燃氣。該
過程所需的能量由產(chǎn)生的燃料燃燒提供，剩余能量以
原料油的形式回收。此技術是一個能量自給有余的
過程，并可有效地控制重金屬的排放，有可觀的應用
前景⋯1
(2)污泥改性制吸附劑。由于污泥中有較多的
炭，在一定的高溫下，以污泥為原料，通過化學法改性
活化處理可制得含炭吸附劑，含炭吸附劑處理有機廢
水，COD去除率可達80％，是一種性能良好的有機廢
水處理吸附凝聚劑。已有研究人員成功利用污泥制
備用于回收水表面溢油的吸附劑，并已申請專利。其
特征在于：利用污泥中水分，在300—350℃炭化溫度
下，采用炭化、活化合二為一工藝制造的吸附劑，具有
親油疏水性，懸浮率為100％，具有發(fā)達的大孔，去除
率可達99．6％，l g吸附劑可吸收14．2 g原油，按美國
(ASTM)標準，這種由污泥制備的吸附劑屬于回收水
表面溢油最好的一種舊J。
(3)污泥作黏結劑。我國有數(shù)千家小型合成氨
廠，其中絕大多數(shù)采用黏結性較強的白泥或石灰做氣
化型煤黏結劑，這類型煤被稱為白泥型煤或石灰炭化
型煤。白泥型煤生產(chǎn)工藝簡單，但氣化反應性差。石
灰炭化型煤氣化反應好，但成型工藝復雜，成本高。
為此，尋找一種黏結性高、成本低、型煤氣化性好的黏
結劑一直是一個重要課題。制革污泥本身具有一定
熱值，又有一定的黏結性。以它做黏結劑，可改善高
溫下型煤的內部孔結構，提高型煤的氣化反應性，提
高炭轉化率，同時污泥的熱值也得到了應用。
3結束語
制革業(yè)在我國現(xiàn)在正出于繁榮時期，但是制革業(yè)
的附屬產(chǎn)物污泥若是處理不好，那將會對這個充滿希
望的產(chǎn)業(yè)造成嚴重的阻礙作用。因此，進一步總結我
國現(xiàn)有的污泥處理經(jīng)驗，借鑒國外的先進技術，結合
我國國情采取正確的處理方法就顯得尤為重要。焚
燒所具有的各種優(yōu)點，使其成為今后制革污泥處理的
重要方法，而作為資源匱乏的發(fā)展中國家，將制革污
泥中的鉻等重要物質回收，盡量采取焚燒的方法，使
其在減容減量和毒性等方面都降低到符合環(huán)保要求
的時候，采取農業(yè)利用、建材利用等資源化的方法是
今后努力研究的重要方向。
參考文獻
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(3)：46
作者通信處胡新根325027浙江溫州市學院路校區(qū)276號溫州
大學化學與材料工程學院
電話(0577)88373126
E-rmdl hxgwzu@126．eom
環(huán)境工程
2008年8月第26卷第4期
李文兵’ 胡新根‘ 夏鳳毅‘ 唐平2 趙有才2
(1．溫州大學，浙江溫州325027；2．同濟大學污染控制與資源化研究國家重點實驗室，上海200092)
摘要 制革過程中會產(chǎn)生大量污泥，其中含有多種污染物，如氮、鉀、磷等有機質尤其是鉻等重金屬，使該污泥對制革
環(huán)境周圍的水環(huán)境和土壤環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染，因此制革污泥是一種危險廢物。合理處理和利用好制革污泥是制革業(yè)
可持續(xù)發(fā)展的內在要求。詳細介紹國內外制革污泥處理與資源化利用的方法，如填埋、焚燒等，并指出焚燒法處理制
革污泥是今后的一個重要研究方向，資源化是其最理想的處理方武。
關鍵詞制革污泥處理焚燒二次污染資源化
0 引言
制革是將動物皮加工成具有使用價值皮革的過
程。從化學反應過程看，制革實質上是在以水為介質
的體系中，借助機械、化學、生物等手段，在保持皮膠
原纖維基本結構的前提下，對天然生物質材料進行的
多相非均質物理化學處理過程⋯。因此，在制革過程
中會產(chǎn)生大量的制革廢水，而處理制革廢水則會產(chǎn)生
大量活性污泥，因其過程工序復雜，所添加的各種化
學藥劑繁多，故在這些絮狀的活性污泥中含有大量水
分、豐富的有機物及N、P、K等營養(yǎng)元素，同時還含有
鉻等重金屬及病原菌等有毒有害物質舊1，污泥性質不
穩(wěn)定，極易腐化，散發(fā)惡臭，并可能為危險的病原微生
物、寄生蟲卵提供溫床，如果任意排放不加處理，不僅
對環(huán)境造成污染，同時也是對資源的嚴重浪費¨1。
l制革污泥的處理
與一般處理污泥類似的是，制革污泥的處理也要
達到減量化、無害化、穩(wěn)定化的目標。目前制革污泥
的處理方法主要有填埋、焚燒和海洋傾倒，這3項基
本上是消極的處理方法，既不能達到廢物的資源化，
又污染環(huán)境。資源化的方法主要有農業(yè)利用，建材利
用等。歐盟是對環(huán)保要求非常高的地區(qū)，在很多三廢
處理方面都走在世界的前列，圖I是2003年的污泥
處理總趨勢。從中可以看出，污泥焚燒是最重要的處
置方法。
1．1填埋
填埋是一種簡單的處置方法，但也是一種粗放消
極的方法。我國用此法處理污泥的時候大多沒有進
行無害化處理，污泥中所含有的有毒元素，并沒有被
·浙江省科技廳重點項目(2007CZll54)；溫州市重點重大科技計劃
項目($20058014、G20070018)。
蓁霍舊
32
環(huán)境工程
2008年8月第26卷第4期
的將干化污泥與煤混合后送入鍋爐燃燒，混合比例不
確定，對燃燒廢氣剩下的廢灰，沒有進一步的研究和
處理n引。此外，該法需要特殊的設備，選址困難，故
該法的推廣也是備受限制。
1．3傾倒
海洋傾倒是傳統(tǒng)的處理污泥的方法，最為簡單也
最為禍害，它直接將富含鉻等重金屬和各種有毒有害
物質的制革污泥直接倒人海洋中，給生態(tài)環(huán)境造成了
重大危害。目前大多數(shù)國家已不再采用。
2制革污泥的資源化
制革污泥的資源化主要是農業(yè)利用和建材利用，
除此之外也有制燃油、黏結劑等。
2．1農業(yè)利用
農業(yè)利用主要是堆肥、制造有機復合肥和制動物
飼料等，在污泥農用中，降低制革污泥中的重金屬含
量是非常重要的一個方面，因為重金屬是重要的毒性
指標，在毒性為害極小的情況下，才可實現(xiàn)污泥的農
業(yè)利用。
(1)堆肥。制革污泥中含有大量的有機質和N、
P、K等植物需要的養(yǎng)分，能夠起到農家肥的作用，并
且能改善土壤的結構。但是由于污泥中含有有害成
分，必須在利用前進行無害化處理，如好氧與厭氧消
化、堆肥化等，其中堆肥處理應用最為廣泛。堆肥化
就是依靠自然界中的細菌真菌等微生物，人為地、可
控制地促進可被生物降解有機物向穩(wěn)定的腐殖質轉
化的生物學過程‘‘41。通過污泥堆肥，污泥中可生化
有機物得到進一步降解，污泥體積減少1／4；不斷的通
風可使污泥的臭味降低；持續(xù)5—7 d、>55℃的堆體
內溫度，可殺死一般致病菌和寄生蟲卵，達到減容、無
害和資源化的目的¨糾。
(2)制造有機復合肥。利用制革污泥制造有機復
合肥的過程是將污泥800—1 000℃高溫烘干，殺滅
病菌、蟲卵，保存有機成分不受破壞且除去有害菌，接
人有益菌培養(yǎng)，消除污泥的臭味，增加污泥中的營養(yǎng)
元素，再添加N、P、K有效成分，增加污泥中的養(yǎng)分含
量，經(jīng)造粒、低溫烘干等工藝將污泥制成具有生物活
性、全營養(yǎng)、無公害的有機復合肥¨引。
(3)制動物飼料。制革污泥中含有大量有價值的
物質，粗蛋白含量28．7％一40．9％，灰分含量
26．4％一46．O％，纖維素含量26．6％一44．O％，脂肪
酸含量O％一3．7％。其中70％的粗蛋白以氨基酸形
式存在，包括蛋氨酸、胱氮酸、蘇氨酸等，污泥蛋白中
含有幾乎所有家畜飼料所需的氨基酸，且各種氨基酸
之間相對平衡，因此可以作為飼料蛋白加以利用¨5|。
(4)制革污泥消化制沼氣。厭氧消化是利用厭氧
微生物的分解作用．使污泥中的有機物分解并趨于穩(wěn)
定。厭氧消化一般是在密閉的消化槽內，在30℃下
貯停30 d，主要是通過兼性厭氧細菌和厭氧細菌的作
用使有機物分解，最終生成以甲烷為主的沼氣¨6|。
厭氧消化處理能達到污泥減量的目的，且可以回收一
部分能源，也為后續(xù)處理減輕負擔。但消化后污泥含
水率較高，仍需進一步脫水，近年污泥消化技術不斷
提高，如機械濃縮和高濃度消化的有機結合、完全厭
氧二相消化法等¨引，使發(fā)酵時間有較大程度地縮短，
甲烷發(fā)生量和消化率提高，且投資費用較低。
2．2制革污泥作建筑材料
(1)制磚。臺灣一個研究小組發(fā)現(xiàn)，污泥可壓制
成普通的建筑用“生態(tài)磚”。這種污泥生態(tài)磚是在黏
土磚中混入10％污泥，并在900℃條件下燒制，可達
到最佳效果。即使是污泥比例占30％的生態(tài)磚，這
種／JnT過程仍可實現(xiàn)。這種方法不僅處理了污泥，還
在燒制過程將有毒重金屬都封存在污泥中，也殺死了
所有有害細菌，而且這種磚完全沒有異味。浙江大學
理學院環(huán)境與生物地球化學研究所翁煥新教授在通
過大量實驗研究獲得各種技術參數(shù)的基礎上，利用污
泥資源具有熱值較高和輕質地的特點，成功地開發(fā)出
了一種輕質磚。該輕質磚體的放射性指標符合《建設
材料放射衛(wèi)生防護標準》要求，磚體主要指標達到普
通燒結磚的國家標準，具有高抗壓強度、節(jié)省能耗
10％、質量比同體積的普通磚小，并節(jié)省黏土資源
10％，15％等優(yōu)點。這樣既實現(xiàn)廢物利用，又減輕污
泥處理的負擔，而且為污泥尋找了新用途。
(2)制水泥。水泥生產(chǎn)中利用的廢物主要是高爐
水渣和粉煤灰，副產(chǎn)品為石膏、爐渣煙塵等。近年來
日本研究出利用污水處理產(chǎn)生的脫水污泥為原料制
造水泥技術。這種類型水泥的原材料中約60％為廢
料，水泥的燒成溫度為l 000—1 200℃，因而燃料耗
用量和CO，的排放量也較低。因而，以污泥為原料生
產(chǎn)的水泥叫做“生態(tài)水泥州嵋1。
(3)制輕質陶粒。污泥制輕質陶粒的方法按原料
不同分為兩種：一是用生污泥或厭氧發(fā)酵污泥的焚燒
灰制粒后燒結。此種方法需單獨建焚燒爐，而且污泥
中的有機成分得不到充分利用。二是直接用脫水污
泥制陶粒的新技術。目前國內已經(jīng)研究生產(chǎn)出以污
環(huán)境工程
2008年8月第26卷第4期33
泥為原料制成的陶粒和陶�？招拇u。這種輕型磚與
傳統(tǒng)的黏土實心磚相比，具有輕質、高強度、保溫隔
熱、抗震等功能。用這種陶�？招拇u代替普通黏土燒
結實心磚，既可節(jié)約土地，又節(jié)約能源及鋼材，降低環(huán)
境污染，提高了綜合效益，變廢為寶。
2．3其他利用
(1)污泥熱處理制燃油。近年來，國內外發(fā)展了
污泥的熱處理技術，這一方法是將污泥在熱環(huán)境下進
行分解，從而制得一些有用物質，如可燃氣體、油等。
污泥低溫熱解是利用污泥有機質在加熱條件下的部
分熱裂解過程，產(chǎn)生污泥衍生燃料的技術。經(jīng)此過
程，污泥轉化為燃燒特性優(yōu)越的油、炭和可燃氣。該
過程所需的能量由產(chǎn)生的燃料燃燒提供，剩余能量以
原料油的形式回收。此技術是一個能量自給有余的
過程，并可有效地控制重金屬的排放，有可觀的應用
前景⋯1
(2)污泥改性制吸附劑。由于污泥中有較多的
炭，在一定的高溫下，以污泥為原料，通過化學法改性
活化處理可制得含炭吸附劑，含炭吸附劑處理有機廢
水，COD去除率可達80％，是一種性能良好的有機廢
水處理吸附凝聚劑。已有研究人員成功利用污泥制
備用于回收水表面溢油的吸附劑，并已申請專利。其
特征在于：利用污泥中水分，在300—350℃炭化溫度
下，采用炭化、活化合二為一工藝制造的吸附劑，具有
親油疏水性，懸浮率為100％，具有發(fā)達的大孔，去除
率可達99．6％，l g吸附劑可吸收14．2 g原油，按美國
(ASTM)標準，這種由污泥制備的吸附劑屬于回收水
表面溢油最好的一種舊J。
(3)污泥作黏結劑。我國有數(shù)千家小型合成氨
廠，其中絕大多數(shù)采用黏結性較強的白泥或石灰做氣
化型煤黏結劑，這類型煤被稱為白泥型煤或石灰炭化
型煤。白泥型煤生產(chǎn)工藝簡單，但氣化反應性差。石
灰炭化型煤氣化反應好，但成型工藝復雜，成本高。
為此，尋找一種黏結性高、成本低、型煤氣化性好的黏
結劑一直是一個重要課題。制革污泥本身具有一定
熱值，又有一定的黏結性。以它做黏結劑，可改善高
溫下型煤的內部孔結構，提高型煤的氣化反應性，提
高炭轉化率，同時污泥的熱值也得到了應用。
3結束語
制革業(yè)在我國現(xiàn)在正出于繁榮時期，但是制革業(yè)
的附屬產(chǎn)物污泥若是處理不好，那將會對這個充滿希
望的產(chǎn)業(yè)造成嚴重的阻礙作用。因此，進一步總結我
國現(xiàn)有的污泥處理經(jīng)驗，借鑒國外的先進技術，結合
我國國情采取正確的處理方法就顯得尤為重要。焚
燒所具有的各種優(yōu)點，使其成為今后制革污泥處理的
重要方法，而作為資源匱乏的發(fā)展中國家，將制革污
泥中的鉻等重要物質回收，盡量采取焚燒的方法，使
其在減容減量和毒性等方面都降低到符合環(huán)保要求
的時候，采取農業(yè)利用、建材利用等資源化的方法是
今后努力研究的重要方向。
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作者通信處胡新根325027浙江溫州市學院路校區(qū)276號溫州
大學化學與材料工程學院
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環(huán)境工程
2008年8月第26卷第4期
