废水处理可行性研究报告.docx
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废水处理可行性研究报告
内容提要…………………………………………………………………
第1章编制依据………………………………………………………
第2章污染分析……………………………………………………
第2-1节废水水量………………………………………………
第2-2节废水水质………………………………………………
第2-3节污染状况………………………………………………
第3章治理方案………………………………………………………
第3-1节治理原由………………………………………………
第3-2节治理标准………………………………………………
第3-3节治理模式………………………………………………
第3-4节治理原理………………………………………………
第3-5节化学反应………………………………………………
第5章总体设计………………………………………………………
第6章单体设计………………………………………………………
第7章经济分析………………………………………………………
第9章工程效益………………………………………………………
第10章工程实施……………………………………………………
内容提要
天津冶金集团轧三友发钢铁有限公司因企业项目发展需要,新上炼钢、炼铁及轧钢工程,在产品生产过程中产生大量循环废水及生活杂用水,为此公司领导为企业长远发展及提升企业节能效益,要求对该废水处理循环利用调研。
本可研提出公司的公辅项目废水处理站,处理炼钢、炼铁及轧钢循环废水,及生活杂用废水203吨/小时,可回收利用生产用水150吨/小时,余下浓盐水有泵送入冲渣工场再利用。
本可研报告提出废水处理回用设计方案,废水经处理后达到国家国家规定的回用水水质标准,再回用于生产实现水的循环利用。
可回用废水175.2万吨/年,价值700.8万元/年,并可减少排污费140.16万元/年,共可减少费用840.96万元/年,除去废水处理运行费用300万元/年,年共节约费用540.96万元/年。
本工程共需投资2000万元。
资金筹措方式为:
企业自筹?
万元,占总投资51.3%;申请环保补助资金?
万元,占总投资48.7%。
污水处理后每天产生污泥20吨/天,经浓缩压滤后污泥量为5吨/天,污泥主要为石灰泥等,可制砖等综合利用。
第1章编制依据
一、本可行性研究报告编制委托书2011年6月1日;
二、《污水综合排放标准》(GB8978-1996);
三、《污水排入城市下水道水质标准》(GJ18-86);
四、《生活饮用水标准》(GB5749-95);
伍、《地面水源水质标准》(GB3830-2002);
第2章污染分析
第2-1节废水水量
废水水质及水量
原水水源:
废水水质;
由于生产排水及雨水水质的不确定性,此水质表仅作为参考:
表1:
进水水质指标
序号
项目
单位
浊环水
1
PH值
7-9
2
含碱度(CaCO3)
mg/l
500
3
MAX氯化物
mg/l
2100
4
MAX硫酸盐
mg/l
105-200
5
MAX铁含量
mg/l
2
6
MAXSiO2
mg/l
75
7
MAX可溶固体量
mg/l
4500
8
总悬浮物量
mg/l
≤800
9
MAX悬浮物尺寸
μm
≤300
10
MAX含油量
mg/l
≤10
11
导电率
Us/cm
≤1800
12
温度
≤45
13
COD
mg/l
200
原水由全厂生产排水,雨水,自来水组成,生产排水的水量为203m3/h,雨水量不确定,当排水或雨水不连续时,自来水作为补充水补入集水池。
第2-2节污染状况
本公司循环废水及杂用废水,主要为污染为:
有机物(COD、)和金属离子。
现分别简述如下:
一、有机物污染(COD、BOD)
有机物是不稳定物质,适时进行着耗氧分解,可造成水体缺氧,发生厌氧分解,引起水质恶化。
二、铁的污染
水中铁的含量0.05mg/L时,水色呈黄色,并具有金属味;铁化物对人体的毒性较小。
当水体铁的浓度为0.9-1.0mg/L时(PH<5.5),可堵塞鱼鳃,造成鲤鱼、狗鱼、冬穴鱼和淡水鲑中毒或死亡。
第3章治理方案
第3-1节治理原由
本公司产品循环回用处理废水的治理,是环境保护的要求,是企业发展的要求,是和谐社会的要求。
一、环境保护的要求
国家环保法规定,产生环境污染的单位,必须采取措施治理污染,保护环境。
对违反者,要追究法律责任。
由本报告书第3章可知,本公司废水所含有毒有害物质已超过国家规定的浓度标准。
因此,按环保法规定,本公司废水处理是必要的和必须的。
二、企业发展的需要
本公司为冶金业重点企业,只有治理好污染,保护良好的生态环境,企业才有稳定的发展基础。
同时,废水经过处理净化后,回用于生产还可促进企业发展。
据估计,本废水处理回用工程实现后,年可回用水130万吨/年(150t/h),吨水费用按4元/吨水计,年回收价值520万元/年。
另外,每年还可减少污染费104万元/年,除去废水处理运行费用197万元/年,年可节约费用427万元/年。
三、和谐社会的需求
随着人类进步和社会发展,人们不断在追求高质量的生活环境和生态环境。
过去以牺牲环境为代价发展经济的短期行为和以邻为壑的行为已经过去。
科学发展观和环境友好的和谐社会已经来到。
因此,治理污染,保护环境是建设和谐社会的需求。
第3-2节治理标准
一、废水水量
1、全公司总废水处理站处理废水量为:
203T/h。
二、排放标准
废水经处理后,要达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996),详见本报告第3-2节。
三、回用标准
废水经处理处理后,水质要达到国家再生水(工业回水)标准(2006水利部),可回用于生产。
详见本报告第3-2节。
第3-3节治理模式
根据本公司表面处理废水的特点,确定废水治理模式为:
处理与回用相结合;现状与长远相结合;集中与分散相结合。
并要达到建设资金合理;处理成本低廉;操作运行稳定;维修管理方便的目标。
一、处理与回用相结合
本公司的废水治理,首先是要消除废水中金属离子及有机物的危害,达到国家规定的排放标准。
另外,根据国家建设循环经济企业的要求,将处理后的废水进一步进行深度处理,达到回用水标准,再回用于生产,这样可实现水的循环利用,每年可回用水175.2万吨/年,价值费用700.8万元/年。
同时还可减少排污费140.16万元/年。
除去废水处理运行费用300万元/年;年可约费用540.96万元/年。
二、现状与长远相结合
废水处理工程的建设既要满足现状要求,又能尽可能满足5-10年发展的要求。
本公司。
考虑发展,设计废水量确定为:
280t/h。
三、建设资金合理,处理成本低廉
在设计过程中,要采用先进的工艺与设备,要保证达到处理效率与标准。
与此同时,要做到控制建设资金,使建设资金在合理的范围内,并使处理成本低廉。
四、操作运行稳定,维修管理方便
废水处理站的操作运行,采用自动控制,同时又能手工操作,以保证运行稳定;在设计上,充分考虑设备维修要方便,又便于管理。
治理原理
第4章总体设计
天津轧三友发公司公辅项目废水处理站系统,处理后废水可以回用至生产线上。
废水处理站最终产水为:
150m3/h的除盐软化水和50m3/h的浓盐水
二、总处理站
2.1产水水质要求
本表仅提出最低要求,产水不能低于此标准
表2:
出水水质要求
序号
水质指标
数值
1
pH
7-8
2
悬浮物
2.0mg/L;
3
全硬度(以CaCO3计)
2mg/L
4
钙硬度(以CaCO3计)
2mg/L;
5
M-碱度(以CaCO3计)
1.0mg/L;
6
氯离子(以CL-计)
60mg/L
7
硫酸离子(以SO42-计)
200mg/L;
8
可溶性SiO2(以SiO2计)
30mg/L;
9
全铁(以Fe计)
1.0mg/L;
10
总溶固
500mg/L
控制系统
控制系统采用PLC实现自动控制;预处理系统自动控制,超滤及反渗透系统采用自动运行方式。
工程界区与技术接口
负责回用水站设计、施工、制造、包装、运输、安装和调试,工程范围包括:
除盐水车间外一米线以内。
负责和其配套的土建工程、动力配电和照明、采暖、通风、卫生间给排水。
所有的水池采用半地上半地下的形式;
工艺给水接自甲方给水管道;
车间内动力与照明用电接自值班室内业主提供的总配电柜;
外部公用条件如下:
1)电力消耗:
380V/220V±10%,三相,50Hz,80KVA。
2)原水:
正常进水水量225m3/h,压力≥0.2MPa。
3)条件:
厂区电源:
三相四线制~380V
4)厂区压缩空气:
洁净空气,0.6~0.8MPa
5)生产生活水压力:
0.30MPa
6)水蒸气:
1吨/小时(0-25℃)
7)产除盐水以变频泵输出,压力不小于0.45MPa;
8)产浓盐水以变频泵输出,压力不小于0.45MPa;
9)污泥以泥饼的方式外运。
1工艺系统描述
工艺流程
工艺流程图详见见附图,主要工艺路线如下:
超滤清洗工艺流程
清洗水箱→清洗过滤器→超滤装置→清洗水箱
反渗透清洗工艺流程
清洗水箱→清洗过滤器→RO装置→清洗水箱
工艺系统简述
本系统由原水预处理系统、反渗透系统系统系统组成。
各部分功能简述如下:
预处理系统
预处理主要目的是去除原水中的悬浮物、胶体、铁离子、有机物和余氯等妨碍后续反渗透运行的杂质。
处理设施包括全自动格栅、调节池、原水泵、石灰反应槽、铁絮凝剂加药系统、杀菌加药装置、一体化净水器、集水池、供水泵、活性炭过滤器、反洗水泵、超滤装置、中间水池、中间水泵等。
1.1.1格栅及调节池
调节池容积900m3,池分为2格,1格作为预沉池,容积为300m3,调节池容积为600m3,调节池中设有曝气搅拌。
设置中格栅一台,栅条间隙B=20mm,格栅宽度:
800mm。
格栅控制可进入系统PLC控制,当栅前后水位差达到设定值时,除污机自动开启。
调节池内设置空气搅拌装置,使污水中污泥不沉降,并充分耗氧,把污水中二价铁氧化成三价铁,并去除污水中部分有机物.提升后续除铁效果.
调节池内设置液位计,液位计与原水泵启停连锁。
设置控制箱控制原水泵的启停,并可通过PLC接口实现原水泵的远程控制。
格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截,以免其对后续处理单元的水泵或工艺管线造成损害。
本工艺设置1道中格栅。
1.1.2原水系统的供给
要求进入本系统的原水具有稳定的流量、压力,其目的是防止进水波动对系统运行产生影响,保证系统的进水量稳定。
系统配备原水箱一只,原水泵三台,二用一备。
1.1.3石灰反应槽
由于来水中的硬度较高,无法直接采用膜处理工艺,因此,首先需要进行去除硬度预处理。
本系统采用的去除硬度预处理为熟石灰软化,即通过向水中投加熟石灰,把水中的Ca2+、Mg2+转化为难溶化合物使其沉淀出来。
为了避免水中较高浓度的二氧化硅对反渗透膜的不利影响,在通过熟石灰软化后,向水中投加聚合氯化铝铁,通过形成的不定型氢氧化铁吸附二氧化硅,生成碳酸钙、硅酸和铁的复合物沉淀,从而达到除硅的目的,保证后续反渗透装置的稳定。
1.1.4聚合氯化铝铁PAFC加药系统
流程:
聚合氯化铝铁溶解箱→计量泵→一体化净水器进水总管
在采用熟石灰进行预处理后再投加聚合氯化铝铁(PAFC)可以进一步的除硅,从而确保除硅的效果,保证后续反渗透系统的稳定。
其原理是在前面采用熟石灰除硬度时投加了氢氧化钙乳液,水中的PH日值一般会达到9一10左右,此时废水内铁盐可以形成无定形氢氧化铁,它能能够吸附溶解硅,而且无定形氢氧化铁比其晶形的吸附效果更佳。
因此,在采用熟石灰去除硬度后以铁盐作絮凝剂对含硅水进行处理,可使水中残余溶解硅含量进一步降低,可以确保反渗透进水的二氧化硅含量控制在10mg/L左右。
从而满足反渗透系统长周期稳定运行的要求。
1.1.5混凝剂PAM(聚丙烯酰胺加药系统
流程:
混凝剂溶解箱→计量泵→一体化净水器进水总管
混凝剂PAM(聚丙烯酰胺)的作用是将水中的微小的胶体、悬浮物,甚至大分子有机物通过电中和、混凝、架桥、网捕使之形成较大颗粒的悬浮物,以便生成较大的矾花(颗粒)在一体化净水器中去除掉。
1.1.6一体化净水装置
本装置包括布水、反应、沉淀、过滤、集水、集泥、自动反洗七个主要单元,内装PPC斜管填料及各种规格精制滤料,设备主壳体为碳钢制作,内外部采用环氧涂料进行防腐处理,使用寿命长,适用范围广,性能卓越,广泛用于小型污水厂(站)的建设和改造。
1、性能参数
(1)处理水量:
140m3/h/套
(2)适用原水浊度:
≤3000mg/l
(3)水温:
常温
(4)净水出水浊度:
SS≤3mg/l
(5)沉淀区设计表面负荷:
7~8m3/m2·h
(6)滤池冲洗强度:
14~16L/S·m2(可调)
(7)过滤区设计滤速:
8~10m/h
(8)冲洗历时:
T=4~6min(可调)
(9)总停留时间:
T=100~120min
(10)进水压力:
≥0.07MPa
2、性能优点
(1)净水装置本身从反应、絮凝沉淀、集水、配水、过滤、体内反洗、排泥等一系列运行程序,均达到了全自动运行的效果,中央控制柜内留有PLC接口,值班人员只要定时作水质监测外,无需对净水装置操作管理。
(2)高浓度絮凝层,能使原水中的杂质颗粒在其间得到充分的碰撞接触,吸附的机率增大,因而能适应各种原水的水温和浊度,杂质颗粒去除率高,若在进水时投加消毒药剂,还具有除藻功能。
(3)迅捷的泥渣浓缩室及可调式自动排泥系统,能保证多余的泥渣及时排除,从而保证稳定的悬浮颗粒去除率。
(4)高效的絮凝及沉淀效果,使沉淀出水水质始终保持良好的状态。
(5)新颖独创的集水系统及最省的集水水头,使集水更为均匀有效,不仅提高了体积利用系数,而且其集水水头极小。
(6)净水系统自动化,既保证了净水系统的高效过滤(在原水浊度小于3000mg/l时,滤后水浊度可保持在3mg/l左右),又能自动反冲洗,无需另设反冲洗水泵或空压机等电气设备,而且节省大量基建投资及日常运行、维修、保养费用。
(7)设备自耗水率低,约在4%左右,对节省宝贵的水资源起着积极作用。
(8)占地面积小,与一般净水构筑物相比,可节省占地面积50%以上,高度在4.25米左右,室内外均可安置。
(9)便于扩建、改造、搬迁或移地再用。
(10)基建工期短,为常规的澄清过滤设备施工周期的四分之一。
(11)净水出口高度≥2m,清水池可建半地上式,清水泵为自灌式吸水,使运行更为可靠。
1.1.7集水池及供水泵
集水池容积300m3,钢砼结构半地上布置长方形水池。
系统设置供水泵3台,2台工作1台备用,中间提升泵设计流量为120m3/h,扬程:
60m。
1.1.8管道换热器
由于原水水温变化较大,为保证反渗透装置恒定的产水量,在前级设置换热器,汽源来自于蒸汽管网。
本工程设换热器1台,单台的处理水量为230m3/h。
换热器设计参数:
单台处理水量为:
230m3/h。
设计温升:
25℃
汽水混合加热器采用蒸汽与水直接混合将水加热的交换方式,极大的提高了汽水换热的热能利用率,理论传热效率可达100%。
该设备在供热采暖系统的使用中以其换热效率高、工程造价低、操作方便、运行可靠、使用寿命长的诸多优势被广大用户称誉和选用,成为在供热采暖领域内替代表面式换热器的首选产品。
结构原理
该加热器主要由喷管、壳体、网板、堵管等部分组成。
被加热水通过呈拉伐尔管状的喷管时,蒸汽从喷管外侧通过管壁上许多斜向小孔喷入水中,汽水在高速流动中瞬时良好混合,达到将水加热的目的。
调节蒸汽侧手动或电动调节阀,就可以得到所需温度的水。
主要特点
1.高效节能:
高压蒸汽直接与水混合,提高水温,饱和蒸汽热焓全部
被水吸收,无中间换热过程,热效率高达100%,节约能源。
与表面式
换热器相比节能30%~50%。
2.供水温度范围大:
可供1000C以下的低温水,也可供1100C~1500C
的高温水,适应于供热采暖系统的温度设计范围(供、回水温度):
95~700C;110~700C;130~70℃。
3.设备价格低投资小:
和同规格表面式换热器价格相比,GHQS型汽水混合加热器使用年限长,坚固耐用,无须每年进行大、中小修,无检修材料费用的支出。
1.1.9杀菌剂加药系统
流程:
杀菌剂溶解箱→计量泵→活性碳过滤器进水总管
水处理杀菌剂(watertreatmentbiocide)又称杀菌灭藻剂、污泥剥离剂或抗污泥剂。
一类能抑制水中菌藻和微生物的滋长,以防止形成微生物粘泥,对系统造成危害的化学药品。
包括氧化性杀菌剂,如氯气、次氯酸钠、漂白粉、臭氧、氯胺等;非氧化性杀菌剂,如氯化十二烷基二甲基苄基铵、溴化十二烷基二甲基苄基铵、二硫氰基甲烷等;重金属化合物,如氧化汞、氯化汞、氟化汞等;粘泥杀菌剂,如松香胺、过氧化氢、又胍聚合物等。
其中季铵盐类非氧化性杀菌剂效果最好,往往兼具杀菌、剥离、缓蚀等多种作用。
1.1.10活性炭过滤器
活性炭过滤器是吸咐前级过滤中无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解,同时还吸咐从前泄露过来的小分子有机物等污染物性物质,对水中重金属离子、COD等有较明显的吸咐去除作用。
又可进一步降低RO进水的SDI值,保证SDI<5,TOC<2.0ppm。
(1)主要技术参数
规格:
DN3200
数量:
4台
处理量:
70m3/h/台
设计压力:
0.6MPa
设计温度:
80℃
(2)每台过滤器配有气动蝶阀。
(3)过滤器配管采用碳钢衬胶管。
(4)过滤器进出水管设有取样阀。
(5)设备本体采用碳钢衬胶,衬胶厚度3mm。
(6)过滤器所配仪器、仪表的性能、测量配置点及数量等要满足本系统的安全、稳定、可靠运行需要。
(7)每台设备的接管装有阀门。
(8)压力表设隔离阀,设备本体设视镜。
(9)设备制作技术要求:
a)设备衬胶完整无针孔,能接受15000~20000V电火花试验而不被击穿,衬胶延至外部法兰结合面;所用的胶板采用天然半硬质生胶板,采用设备整体硫化紧衬技术。
b)所有内部管路采用法兰与本体连接,并考虑检修与更换部件的便利。
内部部件的材质均符合规定要求,紧固件等同内部管件材质相当。
c)内部部件经过固定及加固,能承受水流的冲击。
d)设备视镜的材质是透明的、耐腐蚀的,它的厚度能承受容器的设计压力和试验时的试验压力,视镜的内表面与容器的内表面平齐。
e)罐体的人孔保证检修人员的进出和更换部件的进出。
人孔和人孔盖的内表面与容器的内表面平齐。
人孔配有人孔盖、垫圈、螺栓、螺母和起吊杆等全套部件。
f)设备内部进水、进气和集水、集水装置的布水、布气均匀,没有偏流现象.
g)所有罐体内部装置、管件、部件等在发货前在容器内安装固定好,防止遗漏零件以及在运输过程中的损坏或掉失。
h)所有设备内部件除特殊需要外,材质与设备防腐等级相当。
所有设备的外部管道采用衬胶/塑方式。
i)设备设置支腿。
1.1.11超滤保安过滤器
过滤器中的滤元为可更换卡式滤棒,当过滤器进出口压差大于设定的值时,应当更换。
保安过滤器采用耐腐蚀的不锈钢材质外壳。
滤棒是由聚丙烯喷熔制成,孔形呈锥形结构。
技术要求:
1.)●保安过滤器的结构满足快速更换滤元的要求。
2.)●进入保安过滤器的水管上设耐腐蚀排放阀。
3.)●保安过滤器的滤元过滤精度为100μm。
4.)●保安过滤器的结构材质为不锈钢304。
5.)●保安过滤器滤元表面运行滤速不大于10m3/m2h(以滤芯表面积计)。
1.1.12超滤装置
超滤膜分离技术具有占地面积小、出水水质好、自动化程高等特点。
膜分离技术是一大类技术的总称。
和水处理有关的主要包括微滤、超滤、钠滤和反渗透等几类。
这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力,以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。
其过滤的精度和滤膜本身的孔径大小有关。
超滤可以去除病毒、大分子物质、胶体等。
技术要求:
●超滤膜元件选用DOW的SFP2880膜元件。
●超滤膜元件的选型根据水质特点来选择透水量大、化学稳定性好、抗污染性能好及机械强度好的膜。
●膜使用寿命在3年以上。
在3年之内的任何时期,净出力达到保证值SDI≤4。
●每套超滤装置安装在一个框架上,膜元件采用并列布置的方式,每一列的
进出水母管设置阀门,以便清洗时与清洗液进出管相连接。
每个超滤膜组件产品水管和进、排水管设取样点和必须的检测表计,数量及位置能有效地监督、诊断并确定系统的缺陷。
取样点集中设置,便于取样。
框架上配备全部管道及接头,还包括所有的支架、紧固件、夹具等且框架的设计需满足当地的地震烈度。
超滤膜组架配备检漏装置,以检测膜元件的运行状况。
设置2套100m3/h的超滤装置PLC控制,全自动运行。
系统的出水量可以满足各种工况的运行。
。
每套都能单独运行,也可同时运行。
超滤膜为亲水性的PVDF材质,其抗污能力强、化学稳定性好、机械强度好。
制造商为美国DOW有限公司。
设计时充分考虑超滤膜在运行中不可避免的衰减和原水水质恶化的可能
超滤装置后设有SDI测点,以便对水质跟踪监测。
超滤反洗水泵1台,材质为不锈钢。
超滤装置按错流过滤模式设计,并可方便的切换成死端过滤模式。
每套超滤装置设置手动清洗阀门,以便清洗时与清洗液进出管相连。
超滤膜组件产品水管和进、排水管设取样点和必须的检测表计,数量及位置能有效地诊断并确定系统的缺陷。
超滤装置安装在组合架上,组合架的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求,组合架上配备全部管道阀门及接头,还包括所有的支架、紧固件、夹具等。
超滤装置配全套气动阀门。
超滤系统的运行及反洗实现自动控制,超滤装置的运行根据超滤水箱的水位自动控制运行。
每套超滤装置设置一台就地仪表操作盘,在就地盘上可读出有关工艺参数(进水、浓水、产水压力,进水、产水流量)。
通过水处理系统PLC能实现自动和手动操作整个系统的功能。
系统所配仪器、仪表的性能、配置点及数量等将满足本系统的安全、稳定、可靠运行的需要.
超滤装置进水母管加药点后设置管道混合器.
卖方负责提供超滤装置所需的反洗系统,包括反洗泵和反洗加药装置等。
供每根膜元件的出厂检测报告。
正常情况下,膜元件的使用寿命为5年。
●超滤装置中的加药计量泵采用美国LMI公司产品、自动阀门采用意大利法比亚公司产品,这些产品优质、可靠,有大量的业绩。
●清洗系统的材质和防腐衬里能适用于所有的清洗液。
(1)超滤装置化学清洗系统(同RO清洗系统共用)
●清洗系统包括清洗药箱、清洗泵、清洗过滤器、阀门、管道及就地流量及压力表等。
清洗时卖方提供化学清洗液的品种和要求。
(2)超滤装置反洗系统
●反洗系统包括反洗水泵、反洗加药装置(包括反洗加酸、碱装置和氧化剂加药装置)、阀门、管道及就仪表等。
●反洗水泵提供3-4倍正常运行流量能力的反冲洗用水,2套超滤装置共用1台反冲洗泵(变频控制),每台反洗水泵的出力为所需水量的100%。
●反洗系统取水来自中间水箱。
6.)●反洗的间隔持续时间可以用PLC设置或变更。
反洗系统的控制采用程序自动运行。
7.)●化学清洗箱可与反洗装置组合,它们的加药程序可由PLC来控制计量泵的自动加药和加药的种类及顺序。
8.)(3)超滤系统管道
超滤装置本体管道选用UPVC管。
管道设计流速
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