CN112679019B - 一种垃圾渗滤液全量处理方法及全量处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾渗滤液全量处理方法及全量处理***，包括以下步骤：S1、将垃圾渗滤液经预处理后，通入DTRO***进行膜分离处理，得到合格排放水及垃圾渗滤液浓缩液；S2、将垃圾渗滤液浓缩液通入DTCOD***，得到DTCOD透过液及DTCOD浓缩液；S3、将DTCOD浓缩液进行蒸发结晶处理，得到的产物外运处理；S4、将DTCOD透过液进行强化脱氨处理，得到强化脱氨产水；S5、将强化脱氨产水进行深度电解氧化处理得到排放水。本发明能够去除垃圾渗滤液中的氨氮、有机物等污染物，产水全部达标排放，排放率达到98％，解决了末端浓缩液处理和产水高倍回收的问题，***运行稳定且处理效率高，运行成本低于现有垃圾渗滤液处理技术，实现了垃圾渗滤液的全量处理。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域，特别涉及一种垃圾渗滤液全量处理方法及全量处理***。
背景技术
受填埋物种类、填埋方法、填埋场规模以及填埋周期、天气变化等各种因素的影响，生活垃圾填埋场渗滤液具有水质水量变化大、成分复杂、有机物浓度高、NH3－N浓度高、且含有较高的盐分及重金属等特点，其对周围环境的污染问题日趋严重，必须经严格处理达到国家及地方的相关标准及规范后才可以排入指定受纳水体或进行循环利用。
目前，垃圾渗滤液处理普遍采用“预处理+生物处理+膜处理”组合工艺，但由于老龄填埋场的渗滤液中的氨氮、COD、盐分较高，采用生物处理的效率极低，甚至生化***可能无法正常运行。因此，膜处理工艺已成为填埋场垃圾渗滤液处理的主流工艺，但膜处理会产生30％－50％左右的浓缩液，目前最常见的浓缩液处理方式是回灌。
由于浓缩液中富集有大量的盐类以及微量重金属，长期回灌会导致盐分累积问题日益突出，使得***回收率越来越低，处理能力越来越小，存量渗滤液越来越多，即垃圾渗滤液无法全量处理，这给垃圾处理企业带来了巨大的环保压力。现有的浓缩液处理技术主要是以蒸发为主，包括MVR蒸发、低温蒸发等，蒸发处理的运行成本高达300元/吨水以上，成为垃圾处理行业发展的瓶颈。因此，急需开发低成本的垃圾渗滤液全量处理技术，以解决垃圾处理企业的行业痛点问题。
中国发明专利CN111661979A公开了一种渗滤液资源化处理方法及设备，该方法能够提出了将污染物浓度极高的渗滤液进行全面资源化利用，并且使渗滤液实现零排放，但是该方法使用气态分离膜脱氨，这个过程将产生大量的硫酸铵副产物，该副产物浓度低，酸度低，不能直接作为肥料利用，还需另行处置。
由此可见，现有技术中仍缺乏垃圾渗滤液全量处理工艺，急需研究者的积极开发。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种垃圾渗滤液全量处理方法及全量处理***，本发明的垃圾渗滤液全量处理方法及全量处理***，能够去除垃圾渗滤液中的氨氮、有机物等污染物，产水全部达标排放，排放率达到98％，少量浓液经蒸发后得到固体，固体外运处置，从而实现了垃圾渗滤液的全量处理，并且运行成本低于现有垃圾渗滤液处理技术，克服了现有技术的不足。
本发明采用的技术方案如下：一种垃圾渗滤液全量处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将垃圾渗滤液经预处理后，通入DTRO***进行膜分离处理，得到合格排放水及垃圾渗滤液浓缩液；
S2、将垃圾渗滤液浓缩液通入DTCOD***，得到DTCOD透过液及DTCOD浓缩液；
S3、将DTCOD浓缩液进行蒸发结晶处理，得到的产物外置处理；
S4、将DTCOD透过液进行强化脱氨处理，得到强化脱氨产水；
S5、将强化脱氨产水进行深度电解氧化处理得到排放水，垃圾渗滤液全量处理完毕。
在本发明的方法中，利用电解过程中生成的[H]、[O]以及大量的羟基自由基分别对经前端处理后的垃圾渗滤液的污染物起到化学氧化还原作用，同时能够将水中的有机物彻底氧化分解为CO2和H2O，保证外排水的合格排放。本发明的垃圾渗滤液全量处理方法不会导致盐分累积问题，***回收率和处理能力稳定且保持高水平，实现了垃圾渗滤液全量处理，运行成本低于现有垃圾渗滤液处理技术，技术优势十分明显。
在本发明的垃圾渗滤液全量处理方法中，为了深化实现垃圾渗滤液的过滤完全，垃圾渗滤液进行预处理时，通过石英砂过滤器去除垃圾渗滤液中的部分杂质。进一步，在石英砂过滤器过滤过程中，通过石英砂过滤器进出端的压差来判断反冲洗频次，压差阈值可设置为0.25MPa。反冲洗时，可单独水洗或单独气洗，也可以使用气洗和水洗同时反洗，根据实际运行情况，灵活变换反冲洗方式，保证反洗后污染物能得到及时清除，从而保证垃圾渗滤液经预处理后可以得到较为干净的垃圾渗滤液。
进一步，为了更好地实现反冲洗，所述石英砂过滤器反冲洗过程中气洗强度为10－20L/(m2·s)，反冲洗压力为0－0.3MPa，反冲洗水洗强度为5－20L/(m2·s)，反冲洗水的压力为0.15－0.3MPa。具体参数根据实际需要调整得到。
在本发明的垃圾渗滤液全量处理方法中，为了提高DTRO***膜分离效果及效率，需对垃圾渗滤液进行预处理，经过数次试验总结得到，预处理过程中控制pH值在5.5－6.5范围时，垃圾渗滤液中的腐植酸、二价盐及其他高价态离子的浓缩分离效果最好，DTRO***膜分离效率最高。经DTRO***膜分离后的排放水满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889－2008)中表2甚至表3标准，可以直接外排。
为了进一步实现渗滤液的高倍浓缩，石英砂过滤器过滤后的垃圾渗滤液加入阻垢剂后，先经过滤精度为5um的芯式过滤器过滤，然后再经DTRO***进行膜分离处理。阻垢剂的投加比根据原水中硫酸盐和碳酸盐的含量来确定。
在本发明的垃圾渗滤液全量处理方法中，为了提高氨氮脱除效果以及效率，对DTCOD透过液进行强化脱氨前，调节DTCOD透过液pH值为9－11。经过数次试验总结得到，DTCOD透过液pH值在9－11范围时，氨氮脱除效果优异，效率较高，氨氮含量可降低至8mg/L以内。
为了进一步提高回收率，将得到的DTRO浓缩液经保安过滤器过滤后再通入DTCOD***中。经过保安过滤器和DTCOD两级处理后，整体产水回收率达到98％，回收率高且运行稳定。
在本发明的垃圾渗滤液全量处理方法中，为了提高有机物的去除效果，强化脱氨产水进行深度电解氧化处理前，调节深度电解氧化进水pH值为7－9。在该弱碱性环境下，使有机物部分发生电离或水解成为游离状态，进而使有机污染物在电极上发生直接电化学反应(非均相)或间接电化学转化(均相)，进而从废水中减少或去除，达到有机污染物深度降解转化的目的。
进一步，所述的深度电解氧化处理过程中的电流密度为350－500A/m2，水体经过电极的流速在1－5m/s之间。
本发明还包括一种垃圾渗滤液全量处理***，包括调节池，其特征在于，所述调节池通过提升泵连接预处理***，所述预处理***用于对垃圾渗滤液进行预处理，预处理***接通DTRO***，所述DTRO***包括DTRO膜组件，所述DTRO膜组件的进口端接通预处理***，DTRO膜组件的透过液出口端连接外排口，DTRO膜组件的浓缩液出口端接通DTCOD膜处理***的进水端，所述DTCOD膜处理***的透过液出口端接通强化脱氨***，DTCOD***的浓缩液出口端接通蒸发结晶***，所述蒸发结晶***包括MVR蒸发***和干燥***，所述MVR蒸发***的出口端接通干燥***，所述干燥***用于对来自MVR蒸发***的物料进行干燥处理，所述强化脱氨***的出口端接通深度电解氧化***，所述深度电解氧化***的出口端接通外排口。
本发明的垃圾渗滤液全量处理***，能够去除垃圾渗滤液中的氨氮、有机物等污染物，产水全部达标排放，排放率达到98％，解决了末端浓缩液处理和产水高倍回收的问题，实现了垃圾渗滤液的全量处理，并且运行成本低于现有垃圾渗滤液处理技术，克服了现有技术的不足。
进一步，所述预处理***的出口端连接石英砂过滤器，所述石英砂过滤器的输出端连接芯式过滤器，所述芯式过滤器的输出端连接所述DTRO膜组件。
进一步，所述MVR蒸发***或/和干燥***的冷凝水出口端接通强化脱氨***。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过联用DTRO***和DTCOD***，可以高度实现垃圾渗滤液的浓缩分离，同时采用强化脱氨和深度电解氧化处理产水，采用蒸发结晶处理浓液，在获得高回收率的同时，实现垃圾渗滤液的全量处理和产水高倍回用，技术优势非常明显。
2、本发明利用石英砂过滤器充分去除垃圾渗滤液中的悬浮物，同时通过压差设置清水冲洗及气洗除杂的频次，便于污染物能够及时从***中排出，使***正常运行，保证后续处理工序能够长期稳定运行。
3、本发明利用电解过程中生成的[H]、[O]以及大量的羟基自由基分别对经前端处理后的垃圾渗滤液的污染物起到化学氧化还原作用，同时能够将水中的有机物彻底氧化分解为CO2和H2O，保证外排水的合格排放。
4、本发明利用弱碱性环境下，使有机物部分发生电离或水解成为游离状态，进而使有机污染物在电极上发生直接电化学反应(非均相)或间接电化学转化(均相)，进而从废水中减少或去除，达到有机污染物深度降解转化的目的，提高了电解氧化处理效果。
5、本发明的垃圾渗滤液全量处理方法及全量处理***，能够去除垃圾渗滤液中的氨氮、有机物等污染物，产水全部达标排放，排放率达到98％，解决了末端浓缩液处理和产水高倍回收的问题，***运行稳定且去除效率高，运行成本低于现有垃圾渗滤液处理技术，实现了垃圾渗滤液的全量处理。
附图说明
图1是本发明的一种垃圾渗滤液全量处理***工艺流程示意图；
图2是本发明的另一种垃圾渗滤液全量处理***工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
值得提出的是，本发明所涉及的“DTRO”、“MVR”均为现有专有技术名词，即碟管式反渗透膜、蒸汽机械再压缩。本发明所涉及的“DTCOD”为碟管式COD物料分离膜。因此，这些技术名词并非发明人所独创或随意取名，本领域技术人员能够清楚知道这些技术名词的确切含义、结构构造以及工作原理，故不需要在本发明中赘述。
实施例1
如图1所示，一种垃圾渗滤液全量处理***，其包括调节池，垃圾渗滤液通过提升泵连接预处理***，预处理***连接DTRO***，DTRO***包括DTRO膜组件，所述DTRO膜组件的进口端接通预处理***，DTRO膜组件的透过液出口端连接外排口，DTRO膜组件的浓缩液出口端接通DTCOD膜处理***的进水端，所述DTCOD膜处理***的透过液出口端接通强化脱氨***，DTCOD***的浓缩液出口端接通蒸发结晶***，所述蒸发结晶***包括MVR蒸发***和干燥***，所述MVR蒸发***的出口端接通干燥***，所述干燥***用于对来自MVR蒸发***的物料进行干燥处理，所述强化脱氨***的出口端接通深度电解氧化***，所述深度电解氧化***的出口端接通外排口。其中，所述MVR蒸发***和干燥***的冷凝水出口端接通强化脱氨***。
上述垃圾渗滤液全量处理***的处理工艺为：
S1、调节池内的垃圾渗滤液通过提升泵输送至预处理***内进行预处理，调节垃圾渗滤液的pH值在5.5－6.5之间，以利于后续对腐植酸、二价盐(例如Ca2+、SO4 2－)及其他高价态离子进行浓缩分离；
S2、将预处理后的垃圾渗滤液输送至DTRO***内进行处理，经DTRO***内的DTRO组件处理后，得到合格排放水及垃圾渗滤液浓缩液，合格排放水直接对外排放，垃圾渗滤液浓缩液则继续处理；
S3、将垃圾渗滤液浓缩液通入DTCOD***进行处理，在4－8.5MPa压力条件下进行浓缩分离，得到DTCOD透过液及DTCOD浓缩液；
S3、将DTCOD浓缩液通入MVR蒸发***中进行蒸发处理，得到冷凝水和母液，母液通入干燥***中进行干燥，得到的产物外运处理；
S4、调节DTCOD透过液pH值为9－11，将DTCOD透过液、MVR***和干燥***的冷凝水通入强化脱氨***中进行处理，得到强化脱氨产水；
S5、调节强化脱氨产水的pH值为7－9，将强化脱氨产水进行深度电解氧化处理得到排放水，垃圾渗滤液全量处理完毕，深度电解氧化处理过程中的电流密度为350－500A/m2，水体经过电极的流速在1－5m/s之间。
实施例2
实施例2跟实施例1相同，其不同之处在于，为了深化实现垃圾渗滤液的过滤完全，垃圾渗滤液进行预处理时，通过石英砂过滤器去除垃圾渗滤液中的部分杂质，即是说，预处理***接通石英砂过滤器，石英砂过滤器的输出端接通DTRO膜组件。进一步，在石英砂过滤器过滤过程中，通过石英砂过滤器进出端的压差来判断反冲洗频次，压差阈值可设置为0.25MPa，石英砂过滤器反冲洗过程中气洗强度为10－20L/(m2·s)，反冲洗压力为0－0.3MPa，反冲洗水的强度为5－20L/(m2·s)，反冲洗水的压力为0.15－0.3MPa。具体参数根据实际需要调整得到。
上述垃圾渗滤液全量处理***的处理工艺为：
S1、调节池内的垃圾渗滤液通过提升泵输送至预处理***内进行预处理，调节垃圾渗滤液的pH值在5.5－6.5之间，以利于后续对腐植酸、二价盐(例如Ca2+、SO4 2－)及其他高价态离子进行浓缩分离；
S2、将预处理后的垃圾渗滤液输送至石英砂过滤器中进行过滤，过滤后的滤液输送至DTRO***内进行处理，经DTRO***内的DTRO组件处理后，得到合格排放水及垃圾渗滤液浓缩液，合格排放水直接对外排放，垃圾渗滤液浓缩液则继续处理；
S3、将垃圾渗滤液浓缩液通入DTCOD***进行处理，在4－8.5MPa压力条件下进行浓缩分离，得到DTCOD透过液及DTCOD浓缩液；
S3、将DTCOD浓缩液通入MVR蒸发***中进行蒸发处理，得到冷凝水和母液，母液通入干燥***中进行干燥，得到的产物外置处理；
S4、调节DTCOD透过液pH值为9－11，将DTCOD透过液、MVR***和干燥***的冷凝水通入强化脱氨***中进行处理，得到强化脱氨产水；
S5、调节强化脱氨产水的pH值为7－9，将强化脱氨产水进行深度电解氧化处理得到排放水，垃圾渗滤液全量处理完毕，深度电解氧化处理过程中的电流密度为350－500A/m2，水体经过电极的流速在1－5m/s之间。
实施例3
实施例3与实施例2相同，其不同之处在于，为了进一步实现污染物的高倍浓缩，所述石英砂过滤器的输出端连接芯式过滤器，所述芯式过滤器的输出端连接所述DTRO膜组件。经石英砂过滤器过滤后的垃圾渗滤液加入阻垢剂后，先经过滤精度为5um的芯式过滤器过滤，然后再经DTRO***进行膜分离处理。阻垢剂的投加比根据原水中硫酸盐和碳酸盐的含量来确定，优选的一般以质量比为碳酸盐和硫酸盐：阻垢剂＝7－14：1的比例添加。
实施例4
实施例4与实施例3相同，其不同之处在于，为了进一步提高回收率，将得到的DTRO浓缩液经保安过滤器过滤后再通入DTCOD***中，即DTRO膜组件的浓缩液出口端接通保安过滤器，保安过滤器的输出端接通DTCOD***，如图2所示。
对比例1
对比例1跟实施例4相同，其不同之处在于，将MVR蒸发***替换为板框压滤***，其余工艺设置、步骤及操作均相同。
对比例2
对比例2与实施例4相同，其不同之处在于，采用无烟煤作为过滤层来替换石英砂过滤器，其余工艺设置、步骤及操作均相同。
对比例3
对比例3与实施例4相同，其不同之处在于，采用现有的臭氧氧化***来替换深度电解氧化***，其余工艺设置、步骤及操作均相同。
统计各对比例和实施例4的回收率，以及最后排放水的化学需氧量以及氨氮，得到表1：
表1不同工艺效果比较
根据表1得到，将实施例4与对比例3进行对比得到，采用无烟煤作为过滤层来替换石英砂过滤器时，反洗频率会增加30％，由此说明，石英砂过滤器的搭配使用取得了突出的积极效果，其技术效果明显优于一般的过滤器装置；将实施例4与对比例3进行对比得到，采用现有的臭氧氧化***来替换深度电解氧化***时，出水氨氮明显高，且能耗较高，由此说明，氧化处理主要影响有机物的含量，且臭氧氧化消耗的能耗明显高于深度电解氧化，同时，现有的臭氧氧化的处理效果不及本发明的深度电解氧化的处理效果。
因此，由表1可以说明，本发明提供的一种垃圾渗滤液全量处理的方法，对垃圾渗滤液的COD的去除率在99％以上，对氨氮去除率大于95％，并且得到的排放水的回收率达到98％，COD远小于60mg/l，氨氮小于5mg/l，无副产物产生，为处理中高浓度难降解的垃圾渗滤液提供一种切实可行的方案，证明了本发明的优越性。
进一步，经过数次实验统计得到，本发明的处理工艺各阶段渗滤液水质情况统计如表2所示：
表2、全量处理工艺各阶段渗滤液水质情况
| 序号 | 处理单元 | CODcr(mg/l) | 氨氮(mg/l) | pH |
| 1 | 垃圾渗滤液 | 5000－15000 | 1500－2500 | 5－8 |
| 2 | DTRO*** | 0－100 | 0－20 | 6－7 |
| 3 | 垃圾渗滤液浓缩液 | 6000－20000 | 2000－5000 | 6－7 |
| 4 | DTCOD*** | 500－5000 | 1000－3000 | 6－7 |
| 5 | 强化脱氨*** | 100－1000 | 0－100 | 9－11 |
| 6 | 电解氧化*** | 0－60 | 0－5 | 7－9 |
| 7 | 排放限值(表3标准) | 60 | 5 | 6－9 |
由表2可以得到，垃圾渗滤液含有大量的污染物，其中CODcr的含量为5000－15000mg/l，氨氮的含量为1500－2500mg/l等。渗滤液经本发明提供的方法及设备，可以做到将垃圾渗滤液全量处理，解决当前渗滤液行业痛点问题的同时，提高渗滤液处理行业技术水平。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种垃圾渗滤液全量处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对垃圾渗滤液进行预处理时，调节垃圾渗滤液的pH值为5.5-6.5，将垃圾渗滤液经预处理后，通入DTRO***进行膜分离处理，得到合格排放水及垃圾渗滤液浓缩液；
S2、将垃圾渗滤液浓缩液通入DTCOD***，得到DTCOD透过液及DTCOD浓缩液；
S3、将DTCOD浓缩液进行蒸发结晶处理，得到的产物外运处理；
S4、调节DTCOD透过液pH值为9-11，将DTCOD透过液进行强化脱氨处理，得到强化脱氨产水；
S5、调节强化脱氨产水的pH值为7-9，将强化脱氨产水进行深度电解氧化处理得到排放水，所述的深度电解氧化处理过程中的电流密度为350-500A/m2，水体经过电极的流速在1-5m/s之间，垃圾渗滤液全量处理完毕；
其中，所述DTRO***包括DTRO膜组件，所述DTRO膜组件的进口端接通预处理***，DTRO膜组件的透过液出口端连接外排口，DTRO膜组件的浓缩液出口端接通DTCOD***的进水端，所述DTCOD***包括碟管式COD物料分离膜组件，所述DTCOD***的透过液出口端接通强化脱氨***，DTCOD***的浓缩液出口端接通蒸发结晶***，所述蒸发结晶***包括MVR蒸发***和干燥***，所述MVR蒸发***的出口端接通干燥***，所述干燥***用于对来自MVR蒸发***的物料进行干燥处理，所述强化脱氨***的出口端接通深度电解氧化***，所述深度电解氧化***的出口端接通外排口。
2.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液全量处理方法，其特征在于，垃圾渗滤液进行预处理时，通过石英砂过滤器去除垃圾渗滤液中的部分杂质。
3.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液全量处理方法，其特征在于，在石英砂过滤器过滤过程中，通过石英砂过滤器进出端的压差来判断反冲洗频次，并结合使用气洗和水洗来进行反冲洗；所述石英砂过滤器反冲洗过程中气洗强度为10-20L/(m2•s)，反冲洗压力为0-0.3MPa，反冲洗水洗强度为5-20L/(m2•s)，反冲洗水的压力为0.15-0.3MPa。
4.如权利要求3所述的一种垃圾渗滤液全量处理方法，其特征在于，所述石英砂过滤器过滤后的垃圾渗滤液加入阻垢剂后，先经过滤精度为5um的芯式过滤器过滤，然后再经DTRO***进行膜分离处理。
5.如权利要求3所述的一种垃圾渗滤液全量处理方法，其特征在于，得到的垃圾渗滤液浓缩液经保安过滤器过滤后再通入DTCOD***中。
6.一种垃圾渗滤液全量处理***，包括调节池，其特征在于，所述调节池通过提升泵连接预处理***，所述预处理***用于对垃圾渗滤液进行预处理，预处理***接通DTRO***，所述DTRO***包括DTRO膜组件，所述DTRO膜组件的进口端接通预处理***，DTRO膜组件的透过液出口端连接外排口，DTRO膜组件的浓缩液出口端接通DTCOD***的进水端，所述DTCOD***包括碟管式COD物料分离膜组件，所述DTCOD***的透过液出口端接通强化脱氨***，DTCOD***的浓缩液出口端接通蒸发结晶***，所述蒸发结晶***包括MVR蒸发***和干燥***，所述MVR蒸发***的出口端接通干燥***，所述干燥***用于对来自MVR蒸发***的物料进行干燥处理，所述强化脱氨***的出口端接通深度电解氧化***，所述深度电解氧化***的出口端接通外排口。
7.如权利要求6所述的垃圾渗滤液全量处理***，其特征在于，所述预处理***的出口端连接石英砂过滤器，所述石英砂过滤器的输出端连接芯式过滤器，所述芯式过滤器的输出端连接所述DTRO膜组件。
8.如权利要求7所述的垃圾渗滤液全量处理***，其特征在于，所述MVR蒸发***或/和干燥***的冷凝水出口端接通强化脱氨***。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 610000 No. 1, floor 1, building 2, No. 33 and 35, Huatai Road, Chenghua District, Chengdu, Sichuan Applicant after: Chengdu shuote Technology Co.,Ltd. Address before: 3 / F, building 7, phase V, Greenland Yunxi 468, Jinjiang District, Chengdu, Sichuan 610000 Applicant before: CHENGDU SHUOTE ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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