污水恶臭玻璃钢罩生物滤床技术方案.docx
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污水恶臭玻璃钢罩生物滤床技术方案
1.技术方案
1.1.项目概况
1.1.1.项目名称
宁波岩东污水处理厂四期设备安装工程除臭设备设备采购
1.1.2.采购单位
宁波市北仑区建筑工务局
1.1.3.项目地点
宁波岩东污水处理厂四期工程
1.1.4.项目简介
宁波岩东污水处理厂一期、二期工程污水处理能力均为6万立方米/日,后经技术改造处理能力提升至16万立方米/日;三期工程污水处理能力为6万立方米/日,于2013年11月投入运行,目前,岩东排水公司污水处理能力为22万立方米/日,已处于严重超负荷工作状态,更无法满足未来几年发展的需要.现建四期污水处理工程,四期工程投产后,岩东公司污水处理能力将达到28万立方米/日。
由于污水处理时会挥发出大量恶臭气体,恶臭气体主要成分为苯类气体、含硫化合物(主要是甲硫醇、甲硫醚硫化氢)、挥发酚、氨气等恶臭物质。
本项目目的是将臭气源挥发的恶臭气体加盖密封统一收集,并输送至生气除臭设备集中治理后达标排放,减少恶臭气体对周围空气质量的影响,改善员工的工作环境。
宁波岩东污水处理厂四期工程设置1套生物除臭装置,对新增氧化沟臭气源集中收集输送并进行除臭。
本工程采用生物滤池工艺进行除臭,除臭滤池内装有生物填料,底部设有排水系统。
1.2.处理规模及浓度
1.2.1.臭气处理规模
新增1座4#除臭设备,设计风量18000m3/h.
1)设备运行重量:
101吨;
2)基础荷载:
≥40KN/m2,不均匀沉降不大于200mm;
1.2.2.设计臭气浓度
1.2.2.1.进口臭气浓度
根据相关工程实例及文献资料,臭气浓度如下表所示:
表14-1进口臭气浓度表(仅供参考)
臭气成分
浓度(mg/m3)
硫化氢(H2S)
50mg/m3
氨(NH3)
30mg/m3
臭气浓度(无量纲)
10000
1.2.2.2.出口臭气浓度
臭气经处理后达到中华人民共和国标准《恶臭污染物排放标准》(GB14554—93)的15m高空排放标准,同时要求执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中废气排放最高允许浓度的二级标准。
具体要求如下所示:
表14-215m高烟囱排放标准限值
序号
控制项目
烟囱出口的排放标准(kg/h)
1
氨
4。
9
2
硫化氢
0。
33
3
臭气浓度(无量纲)
2000
表14-3厂界(防护带边缘)废气排放最高允许浓度
序号
控制项目
二级标准(mg/m3)
1
氨
1。
5
2
硫化氢
0.06
3
臭气浓度(无量纲)
20
1.3.设计原则、依据及标准
1.3.1.设计依据
Ø建设单位提供的有关臭气、风量资料及处理要求
Ø建设单位提供的招标要求
Ø《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月)
ØGB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》
ØGB14554-1993《恶臭污染物排放标准》
ØGB3095—1996《环境空气质量标准》
ØGB12348—2008《工业企业厂界噪声排放标准》
1.3.2.设计原则
1)该项目将按照技术合理性、经济性、达标安全性的原则设计和建设。
2)技术合理性:
项目的设计方案,在充分考虑现有各种现行标准、规范的同时,处理工艺应具备充分的技术合理性;
3)经济性:
在项目设计时,应充分考虑到项目的实用性、可操作性、易维护性等方面的因素,本着合理、科学、实用和为业主节约造价、运行成本的原则,满足项目要求;
4)达标安全性:
恶臭治理工程应确保达到整体设计目标中的排放标准,还应针对废气的分散点源和季节性浓度变化的特点,有充分的应对措施,确保恶劣条件下的稳定达标。
5)严格贯彻执行国家环境保护的有关规定,确保治理后各项指标达到设计要求,达到或优于排放标准;
6)结合工程条件和排放标准,谨慎合理选择工程设计方案,并尽量采用先进技术、新材料、新布局,以减少运行费用,确保处理系统长期运行安全可靠;
7)选择先进的技术,避免二次污染;
8)选用的设备、配件、材料等均要求质量可靠、通用性强、运行稳定、便于维修;
9)整个系统操作管理方便,自动化程度较高,便于维护。
1.3.3.设计标准
ØGB50243-2002《通风与空调工程施工质量验收规范》
ØCECS129:
2001《埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工及验收规范》
ØHGT21633—1991《玻璃钢管和管件》
ØGB/T21238—2007《玻璃纤维增强塑料夹砂管》
ØCD130A19-85《手糊玻璃钢设备设计技术条件》
ØGB8237-87《玻璃钢用不饱和聚酯树脂》
ØGB/T18370-2001《玻璃纤维无捻粗纱布》
ØGB/T18369—2001《玻璃纤维无捻粗纱》
ØGB17470—98《玻璃纤维短切原丝毡》
ØGB50007—2002《建筑地基基础设计规范》
ØGB50011—2001《建筑抗震设计规范》
ØGB50014-2006《室外排水设计规范》
ØGB50010-2002《混凝土结构设计规范》
ØGB50054—92《工业与民用供配电系统设计规范》
ØGB/T13384—97《机电产品包装通用技术条件》
ØJB/T7258-2006《一般用途离心风机技术条件》
ØHG/T20507-2000《自动化仪表选型规定》
ØHG/T20509-2000《仪表供电设计规定》
ØHG/T20510—2000《仪表供气设计规定》
ØHG/T20511—2000《信号报警、安全联锁系统设计规定》
ØHG/T20512—2000《仪表配管配线设计规定》
ØHG/T20514—2000《仪表及管线伴热和绝热保温设计规定》
ØHG/T20515—2000《仪表隔离和吹洗设计规定》
ØHG/T20700-2000《可编程控制器系统设计规定》
ØGB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》
ØGB50131—2007《自动化仪表工程施工质量验收规范》
ØGB50016—2006《建筑设计防火规范》
ØGB50231—1998《机械设备安装工程施工及验收通用规范》
ØHGJ8—87《化工设备管道外防腐设计规定》
ØGB50052—1995《供配电系统设计规范》
ØGB50054—95《低压配电设计规范》
ØGB50046—95《工业建筑防腐设计规范》
ØGB50068—2001《建筑结构设计可靠度统一标准》
Ø《给排水工程结构设计规范》(GB50069-2002)
Ø《给排水构筑物施工及验收规范》(GB50141-2008)
Ø《工业自动化仪表工程施工及验收规范》)(GB50093—2002)
Ø《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ31-89)
Ø《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)
Ø《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-1992)
Ø《化工企业静电接地设计规程》(HG/T20675-1990)
Ø《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB/T50062—2008)
Ø《建筑物防雷设计规范》(GB50057—2010)
Ø《电力工程电缆设计规范》(GB50217—2007)
Ø有关的设计规范及设计手册。
1.4.处理工艺及说明
1.4.1.恶臭气体特性
本项目主要处理新增氧化沟污水处理设施在污水处理过程中产生的臭气.不同的处理设施及过程会产生各种不同的恶臭气体。
氧化沟产生的主要臭气为硫化氢和污水原水中的挥发性有机物VOC,污泥、及消化稳定过程中会产生氨气和其它易挥发性有机污染气体(VOC).
按气体味道,臭味大致可分为:
鱼腥臭[胺类CH3NH2,(CH3)3N],氨臭[氨NH3],腐肉臭[二元胺类NH2(CH2)4NH2],腐蛋臭(硫化氢H2S),腐甘蓝臭[有机硫化物(CH3)2S],粪臭[C8H5NHCH3]以及某些生产废水的特殊臭味。
表14.4—3主要恶臭气体的特性
名称
化学分子式
特征气味
氨
NH3
刺激性
硫化氢
H2S
臭鸡蛋味
甲基硫醇
CH3SH
烂白菜味
二甲基硫醚
(CH3)2S
二甲基二硫醚
(CH3)2S2
甲基胺
CH3NH2
腐烂、腥味
二甲基胺
(CH3)2N
鱼腥味
三甲基胺
(CH3)3N
刺激性、腥味
粪臭素
C9H9N
粪臭味
恶臭物质种类繁多,来源广泛,对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都会造成不同程度的毒害,其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等还能使人体产生畸变、癌变.污水臭气除臭技术在国外已经有几十年的运营经验,随着国内经济水平的提高和环保意识的加强,在国内也正开始兴起并呈走向蓬勃的趋势。
根据招标文件要求,本设计采用生物除臭工艺。
即对臭气源构筑物产生的臭气密封,然后通过收集臭气收集系统集中送入生物除臭装置,臭气在生物除臭装置内进行分解、氧化等反应,使臭气中的氨、硫化氢、甲硫醇和甲烷等恶臭污染物质有效分解,处理后的气体通过外排风机送入排放烟囱达标排放。
1.4.2.除臭工艺流程
本工程采用生物滤池除臭,巩留流程图详见图3—1.
达标排放
循环水
恶臭气体
生物过滤塔
排气筒
预洗涤塔
离心风机
收集系统
废水排放
废水排放
图14.4—1生物除臭流程图
工艺流程说明:
生物除臭工艺是一种安全可靠的臭气处理方法,除臭效率大于90%。
其原理是污泥处理过程中所产生的臭气经收集系统收集后集中送至生物滤池除臭装置处理,臭气通过湿润、多孔和充满活性微生物的滤层,利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能,微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点,将恶臭物质吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等简单无机物.
微生物除臭过程分为三步:
(1)臭气同水接触并溶解到水中;
(2)水溶液中的恶臭成分被微生物吸附、吸收,恶臭成分从水中转移至微生物体内;
(3)进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质为微生物所分解、利用,从而使污染物得以去除。
微生物分解恶臭成分的化学反应式
a。
硫化氢
H2S+202→H2SO4
b。
甲硫醇
2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2O
c.硫化醇
(CH3)2S+5O2→H2SO4+2CO2+2H2O
d。
二甲二硫
2(CH3)2S2+13O2→4H2SO4+4CO2+2H2O
e。
氨
NH3+2O2→HNO3+H2O
f。
三甲胺
2(CH3)3N+13O2→2HNO3+6CO2+8H2O
从以上的反应所示,臭气成分会分解成二氧化碳,水和硫酸、硝酸等酸性物质,适当的散水能冲掉这些酸性物质,以保持适当的微生物生长的环境。
微生物除臭是利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能,对臭气进行处理的一种工艺.主要过程如下:
通过收集管道,抽风机将臭气收集到生物滤池除臭装置;经过填料微生物的吸附、吸收和降解,将臭气成分去除。
1.5.生物除臭工艺设计及选型
根据处理废气量,本项目设计采用1套处理风量18000m³/h生物除臭装置。
整个生物过滤除臭系统主要由管道输送系统、生物除臭装置、排放系统和辅助整个除臭系统的控制系统组成。
其中生物除臭装置由设备壳体、生物填料、喷淋系统、布气系统、外部循环系统等系统组成。
1.5.1.生物除臭装置
1.5.1.1.生物除臭装置设计参数
主体装置由预洗涤床、生物过滤床两个区段组成。
1、已知数据:
1、设计风量:
Q=18000m³/h;
2、生物除臭装置平面尺寸:
10。
5m×6.0m;
3、臭气经生物填料的流速<0。
1m/s,臭气与生物填料的接触时间大于20秒。
2、计算过程:
1、取生物段长为
则:
生物段过滤速度:
取生物段填料填料高度为H填料=2。
0m
则:
臭气与生物填料的接触时间为:
则:
生物滤床高度H=3.5m
生物过滤床尺寸:
8.5m×6。
0m×3。
5m
液气比:
1.0L/m³
填料高度:
2。
0m
过滤速度:
0.098m/s
停留时间:
20。
4s
2、预洗段长度为:
则:
预洗段过滤速度
填料高度为H填料=2.0m
则:
预洗段臭气与填料的接触时间为:
则:
预洗涤床尺寸:
2.0m×6.0m×3.5m
液气比:
2。
0L/m³
填料高度:
2。
0m
过滤速度:
0.42m/s
停留时间:
4。
76s
3、填料体积:
生物段填料:
预洗段填料:
4、进出风管尺寸:
取风速V=10m/s
则:
风管尺寸:
1.5.1.2.性能参数表
序号
项目
参数
1
设备名称:
生物除臭装置
2
处理风量:
18000m³/h
3
设备型号:
ZK-SW—18000
4
外形尺寸:
10。
5m×6。
0m×3.5m
5
品牌:
广州紫科
6
数量:
1座
7
材质:
碳钢防腐框架、壳体采用保温夹芯玻璃钢板,外层玻璃钢厚度=3mm,夹层聚氨酯保温层=50mm,内层玻璃钢厚度=6mm
8
进风形式:
上进风
9
进出风管尺寸:
Φ=800mm
10
过滤层形式:
平铺
11
预洗段
/
外形尺寸:
2。
0m×6m×3.5
液气比:
2。
0L/m³
填料高度:
2.0m
过滤速度:
0。
42m/s
停留时间:
4。
76s
12
生物段
/
外形尺寸:
8。
5m×6m×3。
5
液气比:
1。
0L/m³
填料高度:
2。
0m
过滤速度:
0。
098m/s
停留时间:
20.4s
13
基础单位荷载:
3T/㎡
1.5.2.配套离心风机
1.5.2.1.选型设计
已知:
除臭风量:
Q=18000m³/h
风机静压:
3800pa
参考风机选型手册可知,风机功率为:
37kw.
1.5.2.2.性能参数表
编号
名称
参数
1
设备名称:
离心风机
2
设备型号:
GYF—10C-37kw
3
风机风量:
18000m³/h
4
风机静压:
3800pa
5
数量:
2台(一备一用)
6
品牌:
可瑞斯或同等以上品牌
7
产地:
浙江
8
出口温度
常温
9
冷却方式
风冷
10
使用寿命
15年
11
轴承寿命
10年
12
同步齿轮寿命
10年
13
噪音(离设备外壳和地面1米处的噪音不大于)
70dB(A)
14
电动机
/
型号
台湾东元
功率
37kw
电压
380/220V
转速
1700r/min
电机防护等级
IP55
电机绝缘等级
F级
15
最大振动值
1-1.5Mm/s
16
叶轮形式
前倾前掠式
17
设备总重
287kg
1.5.3.配套水泵
1.5.3.1.循环水泵
已知:
处理风量:
18000m³/h
预洗段液气比为:
2.0L/m³
则预洗段循环水泵流量Q:
则:
水泵扬程H=22m
水泵功率N=3。
7kw
根据水泵厂商的选型手册,循环水泵的参数确定为:
流量Q=39m³/h;
扬程H=22m;
功率N=3。
7kw
1.5.3.2.喷淋水泵
已知:
处理风量:
18000m³/h
取:
预洗段液气比为:
1.0L/m³
则预洗段循环水泵流量Q:
则:
水泵扬程H=22m
水泵功率N=2.2kw
根据水泵厂商的选型手册,循环水泵的参数确定为:
流量Q=18m³/h;
扬程H=22m;
功率N=2.2kw
1.6.主要设备技术说明及要求
1.6.1.生物除臭设备主体
1.6.1.1.主体结构及材质
生物除臭装置分别为预洗池、生物过滤池两部分。
预洗池及生物过滤池分别由设备壳体、布气系统、喷淋系统、生物填料层等系统组成.
设备壳体为钢骨架全玻璃钢包覆成品,采用卧式结构,内壳体通过钢结构骨架实现有足够的刚度和强度。
生物除臭装置为密闭式结构,除进排气口外,还配置相应的观察窗、钢结构人梯、平台及检测口、填料排卸口等.排放管设置取样口,底部设有冷凝水排放口.
除臭生物滤池玻璃钢内壳设备从内向外由内衬防腐层(厚度≥6mm)、结构保温层(厚度≥50mm),外壳玻璃钢面板(厚度≥2。
0mm)三层组成,总厚度≥58mm.且保证装置足够的强度和刚度。
生物填料的使用寿命不低于10年,生物除臭整机使用寿命不低于10年。
用于生物除臭池内壳体应具有防火、防腐蚀、防漏、防水等性能,厚度不低于6mm,外壳表面需涂刷防紫外线的彩色胶衣树脂。
除臭生物滤池必须设置保温层,外壳应采用具有防火、防腐蚀、防紫外线、美观特征的玻璃钢板(厚度≥2mm),包封板颜色将根据买方要求现场确定,为了保证除臭设备在冬天也能够正常使用,除臭装置设置保温层,并设加热系统,结构保温层为碳钢防腐框架+保温棉结构;
因臭气在装置内部流动容易出现不均匀的现象,降低处理效果.所以应设计相应的导流装置,如配气管路或配气通道等,以解决配气不均匀的问题,防止出现短流、沟流。
除臭生物滤池上下空间均不低于500mm,以防止通风不均匀及通气流畅.
1.6.1.2.预洗池
(1)生物除臭装置的前端为预洗池,预洗池的作用是把恶臭气体中的大颗粒的灰尘洗掉,同时通过喷淋将恶臭气体中可溶解于水的成分去除,并将恶臭气体加湿,调节空气的湿度和温度,预洗池作为一个有效的缓冲器,可降低高浓度污染负荷的峰值。
(2)预洗池采用碳钢防腐框架,壳体采用保温夹芯玻璃钢板,外层玻璃钢厚度不小于2mm,夹层聚氨酯保温层不小于50mm,内层玻璃钢厚度不小于6mm.预洗池位于生物滤池的前端,预洗池壳体顶面带有观察窗,便于观察和检修。
(3)预洗池内含加湿器,配有循环喷淋系统和循环水泵,循环喷淋系统包括所有循环管道、喷嘴、接头、支撑件等。
加湿器主要用于去除气体中固体污染物、调节空气的湿度和温度.预洗池作为一个有效的缓冲器,可降低高浓度污染负荷的峰值。
(4)循环泵采用国际知名品牌的管道泵,过流部分材质为SS304不锈钢,电机电源为380V/50Hz/3P。
(5)加湿器循环水喷嘴及循环水管采用耐腐蚀塑料材质。
1.6.1.3.生物滤池
(1)生物除臭装置的后端为生物过滤池,生物过滤池的作用为通过生物填料作为载体,培养微生物,通过微生物细胞对恶臭物质的吸附,去收集气体中的恶臭成份。
(2)生物过滤池也分为填料层、喷淋系统、布气系统等,与预洗池分布相同,填料为有机和无机的复合滤料。
(3)生物过滤池喷淋系统包括循环管道、喷嘴、相关仪表及喷淋水泵等.生物过滤池喷淋系统仅作为填料保湿控温作用,可有效冲刷填料上的生物膜以及卫生物的代谢产物,保持填料内清爽,喷淋为间歇式喷洒。
(4)除臭生物滤池内部的填料承托层采用玻璃钢格栅板,填料承托层应保证足够的刚度、强度及耐腐蚀性。
承托层及支撑的强度除考虑填料的重量外,还需考虑填料生长生物膜、持有水份等因素。
玻璃钢格栅板(FRP板),厚度≥38mm。
1.6.1.4.布气支撑系统
填料支撑系统位于除臭装置布气系统部分,用于支撑滤料的运行重量,材质FRP,厚度≥38mm。
支撑板为玻璃钢拉挤格栅板,为保证空气均匀通过生物滤体系统,在格栅板上放置滤网,防止滤料落入配气槽内。
布气层内设有支撑和钢架,用于搭承有机玻璃钢格栅,保证足够的刚度、强度及耐腐蚀性,并满足填料在运行过程中由于微生物生长、喷淋湿重、自然压降等情况的强度。
臭气在装置内部流动容易出现不均匀的现象,降低处理效果,除臭设备配置相应的均匀布气装置,配气管路或配气通道等,以解决配气不均匀的问题,防止出现短流、沟流。
1.6.1.5.喷淋(含预洗、加湿)系统
喷淋系统应成套配置,含循环管道、喷嘴、相关仪表及循环水泵等。
喷嘴采用耐腐蚀材料,喷嘴布置在封闭的生物滤床除臭设备顶部,通过检修人孔可使操作人员在无需打开设备壳体的情况下完成更换、检查等维修工作。
循环水管采用工业用UPVC材质,耐酸碱腐蚀、搞老化。
喷淋系统配有电磁阀、过滤器,流量开关及PH检测仪等相关附件.
1.6.1.6.循环供、排水系统
供水:
采用自来水或中水。
排水管系统:
排水:
设备排出的污水,就近排入厂内污水检查井内。
1.6.1.7.保温系统
由于微生物适宜的工作环境为0~40℃,除臭系统设置加热器,安装在循环水箱内,给循环水加热,循环水给气体和填料传热,保持滤池内温度维持在微生物正常生长温度20~35℃范围内,以保证微生物的正常工作。
生物池体采用保温设计,内含保温层,以保证在冬季低温条件下稳定运行;
1.6.1.8.排放系统
采用有组织高空15m排放.
除臭装置排放口法兰处配置除雾器,能有效地将尾气中大量水份回收至生物床水池内。
排放烟囱风管材质玻璃钢材质,烟囱支架及烟囱风管强度应能抗当地50年一遇台风,烟囱顶部须防雷接地。
排放口应配置硫化氢及氨气检测仪表,仪表应具有4-20MA信号输出。
0~100ppm,精度要求:
0。
1PPM。
1.6.2.生物填料及菌种
1.6.2.1.生物填料
生物滤料须为混合滤料,具有惰性、亲水性等特点,具有统一的性质及外形.以天然矿石为原料,具有多孔结构,平均比表面积应大于350㎡/g,有利于对污染物的吸附。
有效停留时间满足设计参数要求。
生物过滤填料应具有比表面积大、过滤阻力小、持水能力强、堆积密度小、机械强度高、化学性质稳定等特性。
不得采用树皮、椰壳、木屑等需要在3~5年内更换或翻新的有机质填料。
要求填料空隙率高、透气性好,且长期运行后整个滤层透气性仍较好.
填料应具有抗酸碱性腐蚀,及适宜微生物生长的特性。
不易板结和老化。
生物过滤池填料压损不易过大,在设计空塔气速下的初始压力损失不宜超过1000Pa。
生物滤池在且运行首2年,应保证整体压损增加不得过原始的10%,运行首5年内,保证整体压损不超过原始的15%,运行首10年内,保证整体压损不超过原始的20%。
生物填料应对人体无害,不会造成二次污染;生物填料使用期间不需要添加任何营养液.填料具有调节pH值的措施和能力,而无需添加酸碱液。
在生物滤池启用前,该填料需要用含有专用微生物的溶液进行处理。
要求设备供货商对填料进行预挂膜处理,以保证设备启动时有良好的除臭处理效果。
滤料的使用寿命应不少于10年。
如果10年内滤料因排放不达标需要更换,则供应商应免费负责提供。
1.6.2.2.生物菌种
制造商或其技术依托单位应拥有除臭菌种相关的研究培育设备和分析技术,并能根据臭气成分培育出相应的菌种对致臭物质进行吸附降解,保证除臭效果。
1.6.3.离心风机
风机型式采用侧吸式离心风机,卧式安装,与电机置于同一机座。
风机的供货还包括相关的管件、阀门、隔音罩、减振垫等附件,均包含在供货范围内。
额定风量以20℃、湿度为65%为准,总绝对效率应不低于80%。
风机的风量必须满足处理臭气量的要求。
并应考虑10%~15%的余量,风量调节范围应不小于50%~110%。
工频时风量应为风机铭牌额定风量。
轴与壳体贯通处,不得泄漏气体。
风机与进风阀门应采用法兰连接,相互之间应有足够的距离,便于阀门之间的管道安装及设备的维修和装拆。
该进风阀的调节范围为50%~100%。
风机与进风阀应设置弹性接头(柔性连接),避免风机的正常震动影响风管及除臭设备。
风机采
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