CN113087126A - 适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其包括如下步骤：1）、打开第一闸阀的进水阀门，上游的水流入阀腔；2）、阀腔内的水流入第一个坝箱，并在填料的吸附或净化处理后，流入第二个坝箱，直到水流动至第二监测器所在的坝箱，若第二监测器所测水质未达标，继续向下一个坝箱流动，直至完成多个坝箱内填料对水的吸附和净化，然后由第二闸阀的出水闸门打开，水排至下游；若第二监测器所测水质达标，水直接自出水口排至下游，同时，第二闸阀的进水闸门也打开，并依次经过多个坝箱内填料的吸附和净化后，自对应的出水口排至下游。本发明采用的生态坝，在满足蓄水的前提下，进行修复水质，同时修复水质的方案有多种。

Description

适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法。

背景技术

过量有机污染物、氮磷等排入水体，超出水体自净能力，水体生态***失衡，水体生态环境持续恶化形成黑臭水体。

由于中国北方水资源短缺、降雨较少，导致很多河道在每年7、8月汛期之外的时间内都处于干涸或小水量状态，而小水量河道容易出现的问题为，补水多为沿岸再生水厂或工厂排水，水量不稳定，水质难以达标，同时河道底部坑洼不齐很容易形成多个坑塘，长期水体不流动和外源污染物的汇入形成黑臭坑塘，但是水量很小，不足以支持水体进行生物或生态治理措施。

而水坝是拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物。可形成水库，抬高水位、调节径流、集中水头，用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运等。

目前，在实际应用中的水坝种类包括土坝、堆石坝、橡胶坝等，这些水坝容易存在以下缺陷：

1）、功能单一，不能满足水质生态修复的需求；

2）、无法灵活拆卸，不便于维修和维护，使用寿命短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其采用智慧生态修复坝拦截在河流中，且将河流分成上游和下游，所述智慧生态修复坝包括坝体、闸阀、填料、及水质量监控***，所述坝体包括内部形成空腔且并排相连通的多个坝箱，其中多个所述坝箱中至少有一个所述坝箱上开设有出水口，且每个所述坝箱中至少设有一种所述填料，所述闸阀包括第一闸阀和第二闸阀，且第一闸阀和第二闸阀分别位于所述坝体的两端，所述水质量监控***包括分别位于第一闸阀和第二闸阀的闸腔中的第一监测器和第二监测器；位于所述出水口所在的所述坝箱内的第三监测器；以及分别与第一监测器、第二监测器和第三监测器连通的处理器，其中所述处理器控制所述闸阀的打开或闭合，

治理方法包括如下步骤：

1）、打开第一闸阀的进水阀门，上游的水流入阀腔，第一监测器进行水质在线监控，实现进水；

2）、位于第一闸阀的阀腔内的水流入相连通的第一个坝箱，并在第一个坝箱内填料的吸附或净化处理后，流入第二个坝箱内进一步进行吸附或净化处理，直到水流动至第二监测器所在的坝箱，若第二监测器所测水质未达到排放要求，继续向下一个坝箱流动，直至完成多个坝箱内填料对水的吸附和净化，以满足水质排放要求，然后，排放的水再流动至第二闸阀，由第二闸阀的出水闸门打开，水排至下游；若第二监测器所测水质达到排放要求，水直接自出水口排至下游，同时，第二闸阀的进水闸门也打开，水进入第二闸阀的闸腔，并依次经过多个坝箱内填料的吸附和净化后，直至水质符合排放要求后，自对应的出水口排至下游。

优选地，在步骤2）中，自第一闸阀至出水口至少有两个坝箱，自第二闸阀至出水口至少有两个坝箱，其中每个所述坝箱中至少设有一种所述填料，多种所述填料包括一个用于除磷、一个用于脱氮、及一个用于增氧。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，自第一闸阀至出水口有三个坝箱且形成一水处理组，第一个坝箱内设有除磷的填料，第二个坝箱内设有脱氮的填料，第三个坝箱内设有增氧的填料；第二闸阀至出水口有三个坝箱也形成所述水处理组，且两个所述水处理组之间对称设置。能够有效的进行生物修复使水质达到提升，而且针对水质一般的河道，能够大幅度提升水净化效率。

优选地，出水口对应设置在增氧所在的所述坝箱上部，且对应下游设置。由出水口的设置，形成人工瀑布景象，增加美观。

在每个所述坝箱的上部且对着上游和下游的侧面上还设有泄流通道，其中所述出水口位于同侧所述泄流通道的下方。一旦水位上涨，可通过泄流通道自行泄洪。

具体的，出水口与同侧泄流通道相连通。不仅有利于排洪，也有利于净化水瀑布式排放。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，在每个所述坝箱内设有水泵和潜污泵，且由所述水泵将前一个所述坝箱内的水泵送至下一个所述坝箱。通过水泵的设置，能够有效控制水流速度，确保水在对应的填料中能够有效地降低磷、氮、及悬浮物质的浓度；通过潜污泵的设置，有效的对坝箱进行排泥。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，在增氧所在的所述坝箱内还设曝气机，其中所述水泵和潜污泵、及所述曝气机均与所述处理器相连通。在此，通过内部放置有填料的曝气机，增加溶解氧含量，促进了微生物的活性（好氧微生物的生长、发育和繁殖创造了条件），增强了氨氮的去除效果，同时，此时的填料可以采用多种类型组合，且组合式填料的特点是易结膜、无堵塞现象、不结团、比表面积大、挂膜迅速、使用寿命长、耐高负荷冲击等，成膜时间是其它填料的一半。然后，根据水质量监控***所获得的信息，智能控制水泵、潜污泵、曝气机的工作状态，及时智能投加所需药剂，进行曝气等，且主要能够对水的pH、COD、BOD、DO、浊度、氨氮等指标进行实时监测。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，每个所述坝箱的顶部均通过箱盖闭合设置。便于检修，以及方便各个坝箱内的填料补充或更换。

此外，在所述第一闸阀和所述第二闸阀的进水阀门前方或/和后方设有拦截格栅或拦截滤网。拦截漂浮物，避免杂物进入坝箱。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明采用的生态坝，在满足蓄水的前提下，通过去磷、氮，及曝气增氧进行修复水质，同时修复水质的方案有多种，以满足不同水域的水体进行生物和生态的治理。

附图说明

图1为本发明的智慧生态修复坝的结构示意图；

图2为图1的主视示意图；

图3为图2的俯视示意图；

图4为图1的左视示意图；

其中：1、坝体；10、坝箱；100、侧板；10a、出水口；10b、泄流通道；101、箱盖；102、箱底板；103、箱隔板；

2、闸阀；q、闸腔；20、阀体；21、闸门；s、升降把手。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，本实施例的智慧生态修复坝，其包括坝体1、具有闸腔q的闸阀2，其中闸阀2有两个且位于坝体1的两端。

结合图2至图3所示，坝体1包括内部形成空腔且并排相连通的六个坝箱10，且每个坝箱10包括分别对着上游和下游设置的两块侧板100、设置在两块侧板100顶部的箱盖101、底部的箱底板102、以及隔设在相邻两个坝箱10之间的箱隔板103，其中箱盖101能够打开或闭合的设置在坝箱10的顶部。便于检修，而且还可以当作桥梁使用。

本例中，生态坝还包括三种水净化处理的填料，且三种填料一个用于除磷、一个用于脱氮、及一个用于增氧，每个坝箱10内设有一种填料。

具体的，每种填料为桶装形式，可以随时根据需要，通过坝箱10顶部可开合的箱盖101进行更换和维护。

本例中，除磷、脱氮、增氧的填料形成一水处理组，且对应设置在并排的三个坝箱10中。能够有效的进行生物修复使水质达到提升。

具体的，水处理组有两组，且两组水处理组自增氧填料所在的坝箱10相连通设置。这样一来，方便上游的水同时自两个闸阀的闸腔流入坝箱，并自出水口排向下游。

结合图2所示，在增氧填料所在坝箱10的下游侧面上形成有水出口10a，其中出水口10a沿着坝箱10的长度方向延伸，因此，本例中，坝体1具有两个出水口10a，这样一来，一旦打开两端部的闸阀2，上游的水能够自闸阀2流入对应的水处理组，再经过除磷、脱氮、增氧的处理下，自出水口10a排出，此时排出的水像人工瀑布一下留下，十分美观。

然而，一旦出现水位上涨，本例中，在每个坝箱10的上部且对着上游和下游的侧面上还设有沿坝箱10长度方向延伸的泄流通道10b，且每个坝箱10上的泄流通道10b对齐设置，同时，针对增氧填料所在坝箱10而言，出水口10a位于泄流通道10b的下方，这样一来，水位超过泄流通道10b时，水可以自泄流通道10b流入对应的坝箱10，然后自对面的出水口10a和泄流通道10b进行泄洪。

本例中，每个坝箱10的内还设有水泵和潜污泵，且由水泵将前一个坝箱10内的水泵送至下一个坝箱10。通过水泵的设置，能够有效控制水流速度，确保水在对应的填料中能够有效地降低磷、氮、及悬浮物质的浓度；通过潜污泵的设置，有效的对坝箱进行排泥。

具体的，潜污泵位于坝箱10底部的一侧。

同时，在增氧所在的坝箱10内还设曝气机；在闸腔q和出水口10a所在的坝箱10内还设有水质量监控***，其中水泵和潜污泵、及曝气机均与水质量监控***相连通。在此，通过内部放置有填料的曝气机，增加溶解氧含量，促进了微生物的活性（好氧微生物的生长、发育和繁殖创造了条件），增强了氨氮的去除效果，同时，此时的填料可以采用多种类型组合，且组合式填料的特点是易结膜、无堵塞现象、不结团、比表面积大、挂膜迅速、使用寿命长、耐高负荷冲击等，成膜时间是其它填料的一半。然后，根据水质量监控***所获得的信息，智能控制水泵、潜污泵、曝气机的工作状态，及时智能投加所需药剂，进行曝气等，且主要能够对水的pH、COD、BOD、DO、浊度、氨氮等指标进行实时监测。

结合图4所示，每个闸阀2的闸腔q与相邻坝箱10的空腔相连通设置，且每个闸阀2包括阀体20和闸门21，其中闸门21打开后，位于上游的水流入闸腔q或者自闸腔q排向下游。

本例中，每个闸阀2具有两块闸门21，且两块闸门21对应坝体1上游和下游所在侧，其中每块闸门21能够上下升降运动。这样一来，位于坝体1上游的水，自一个闸阀2进入闸腔q，并依次流过六个坝箱10的空腔后，自另一个闸阀2的闸腔排向下游；或者位于坝体1上游的水，自两个闸阀2的闸腔q流入坝箱10，并自出水口10a排向下游。一方面能够泄洪；另一方面能够选择不同的出水模式，例如：端部出水或者自出口呈瀑布式出水。

具体的，每块闸门21的顶部对应连接有一个升降把手s，且通过转动升降把手s，闸门21能够实现上下升降运动。

此外，在坝体1上游所在侧闸门21的前方或/和后方设有拦截格栅或拦截滤网。拦截漂浮物，避免杂物进入坝箱。

本例中，适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其上述的智慧生态修复坝拦截在河流中，且将河流分成上游和下游，同时，治理方法包括如下步骤：

1）、打开第一闸阀的进水阀门，上游的水流入阀腔，第一监测器进行水质在线监控，实现进水；

2）、位于第一闸阀的阀腔内的水流入相连通的第一个坝箱，并在第一个坝箱内填料的除磷，流入第二个坝箱内进一步进行脱氮，直到水流动至第二监测器所在的坝箱，在曝气增氧进一步增加水体中的溶解氧，净化水体，若第二监测器所测水质未达到排放要求，继续向下一个坝箱流动，直至完成右侧水处理组内填料对水的吸附和净化，以满足水质排放要求，然后，排放的水再流动至第二闸阀，由第二闸阀的出水闸门打开，水排至下游；若第二监测器所测水质达到排放要求，水直接自出水口排至下游，同时，第二闸阀的进水闸门也打开，水进入第二闸阀的闸腔，并依次经过右侧水处理组内填料的吸附和净化后，直至水质符合排放要求后，自对应的出水口排至下游。

综上，本例中的智慧生态修复坝是调蓄水位、过滤吸附、曝气增氧、水质提升、智能监测、等多个功能于一体，解决了目前市面上相关产品的功能单一化问题，该设备实现了多功能水坝的同时，也大大减少了投资成本。

调蓄水位：通过智慧生态修复坝的作用，将河道的水位抬高，起到普通蓄水坝的作用，以及在必要时能够开闸泄洪的水工建筑物。

过滤吸附：每组引水过滤箱内均放置有不同的公司自主改性的填料，河水流经过滤箱后，通过改性填料后可以有效讲解河水中的P、氨氮和S等，并通过曝气增氧的装置能够有效的增加水体中的溶解氧。

曝气增氧：智慧生态修复坝的第三个引水过滤箱内底部安装有离心曝气装置，内部放置有组合式填料。组合式填料的特点是易结膜、无堵塞现象、不结团、比表面积大、挂膜迅速、使用寿命长、耐高负荷冲击等，成膜时间是其它填料的一半。河湖生态***内氨氮的去除率较低的主要限制因素是溶解氧（DO），在引水过滤箱中加设曝气装置后，溶解氧的增加促进了微生物的活性，增强了氨氮的去除效果。较高的溶解氧为水体中的好氧微生物特别是为好氧微生物的生长、发育和繁殖创造了条件。

水质提升：微生物修复是水体生物修复中不可缺少的重要部分。以有机物形式进入景观水体中的污染物，在有氧情况下被好氧微生物在短期内氧化分解，形成CO₂、H₂O、NH₃等无机物，使水体得以净化。景观水体一般都以中水作为原水，河道水质提升改善，水体中污染物高效降解菌群很少，重建微生物生态区系，发挥微生物的作用对于水体的净化十分重要。补充有益微生物和促进其生长的营养剂可以加速水体中污染物降解菌群区系的建立，强化其净化水体的功效。通过投加***的设置，能够有效的进行生物修复使水质达到提升。

智能监测：在智慧生态修复坝的出水端配备监测设备，并在出水口处加入流量计，可实时监测水体水质水量数据变化，分析水质具体问题，将分析的数据传入信息管理***，并及时智能投加所需药剂，进行曝气等。该产品采用的是监测一体机，直流，功率很小。该一体机可以实现对pH、COD、BOD、DO、浊度、氨氮等指标的实时监测。

此外，该设备还具有：加药***保证水质、装简易方便、***简洁、高效。

本实施例的工艺流程如下：在河道放置智慧生态修复坝的位置下需提前设置混凝土基础，智慧生态修复坝的前端应设置一道拦截网，以免杂物进入智慧生态修复坝。智慧生态修复坝的两端均设置了闸门，用来汛期泄洪及改变水流方向。在进入智慧生态修复坝之前可考虑安放一个细格栅，用来再次拦截杂质。智慧生态修复坝分为两组，两侧分别进水。

在除磷仓、降氮仓内，分别放入公司自主改性的填料，能够有效地降低磷、氮的浓度，悬浮物质的浓度，填料作为桶装形式，可以随时根据需要进行更换和维护。且公司自主改性填料对水质无负面影响，无污染，使用周期长，更换方便，降低了大量的人力，物力。在箱底设置有潜污泵进行排泥，在上方设置人孔，方便人工检修维护泵机、填料等。

在增氧仓放置组合式填料，并在底部中心加入曝气机进行增氧，促进微生物的反应及挂膜，有利于有机质的降解。底部侧方放有潜污泵进行排泥。上方设置出水口形成人工瀑布景象。

水质监测***实时或定时监测河湖水体水质情况，监测结果反馈至智慧中心控制***，以及在手机端能够随时了解水质情况，根据水质对填料等进行调整。

同时，为了维护功能性填料的正常运行，对水质温度的测量需要每天一次，确保温度的变化不会影响覆膜速度；此外需要控制曝气量和时间，防止曝气过度或曝气不足；每周检测一次进水水质是否超出设计水质标准，造成活性污泥受到抑制或中毒，影响挂膜；每周检测两次出水水质情况，根据出水水质指标结果调整或者改进填料材质等情况；每周检测一次功能性填料的使用情况及填料罐的使用情况。

然后，水质监测***主要运行维护为每周两次，***件范围有监测***管线、法兰螺丝连接处；检查监测管线连接情况，防止因大风大雨等强对流天气对机器造成损坏；检查监测装置精密零件的精细灵敏程度；对监测屏幕连接电路、供电装置、电子屏幕每周进行检查调试；对使用探头进行检测其精密准确度。

日常使用过程中可能会出现供电装置电机不转、电压不稳定、电子显示屏幕出现黑屏或信息不准确等问题需我公司运维技术人员进行设备调整检测；检测罐密封性可能出现密封不严、罐内水渍附着物滋生问题；检测探头灵敏度是否正常，有无松动，探头表面水垢附着问题，技术人员应按技术标准进行运营维修。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其特征在于：所述治理方法采用智慧生态修复坝拦截在河流中，且将河流分成上游和下游，所述智慧生态修复坝包括坝体、闸阀、填料、及水质量监控***，所述坝体包括内部形成空腔且并排相连通的多个坝箱，其中多个所述坝箱中至少有一个所述坝箱上开设有出水口，且每个所述坝箱中至少设有一种所述填料，所述闸阀包括第一闸阀和第二闸阀，且第一闸阀和第二闸阀分别位于所述坝体的两端，所述水质量监控***包括分别位于第一闸阀和第二闸阀的闸腔中的第一监测器和第二监测器；位于所述出水口所在的所述坝箱内的第三监测器；以及分别与第一监测器、第二监测器和第三监测器连通的处理器，其中所述处理器控制所述闸阀的打开或闭合，

所述的治理方法包括如下步骤：

1）、打开第一闸阀的进水阀门，上游的水流入阀腔，第一监测器进行水质在线监控，实现进水；

2）、位于第一闸阀的阀腔内的水流入相连通的第一个坝箱，并在第一个坝箱内填料的吸附或净化处理后，流入第二个坝箱内进一步进行吸附或净化处理，直到水流动至第二监测器所在的坝箱，若第二监测器所测水质未达到排放要求，继续向下一个坝箱流动，直至完成多个坝箱内填料对水的吸附和净化，以满足水质排放要求，然后，排放的水再流动至第二闸阀，由第二闸阀的出水闸门打开，水排至下游；若第二监测器所测水质达到排放要求，水直接自出水口排至下游，同时，第二闸阀的进水闸门也打开，水进入第二闸阀的闸腔，并依次经过多个坝箱内填料的吸附和净化后，直至水质符合排放要求后，自对应的出水口排至下游。

2.根据权利要求1所述的适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其特征在于：在步骤2）中，自第一闸阀至出水口至少有两个坝箱，自第二闸阀至出水口至少有两个坝箱，其中每个所述坝箱中至少设有一种所述填料，多种所述填料包括一个用于除磷、一个用于脱氮、及一个用于增氧。

3.根据权利要求2所述的适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其特征在于：自第一闸阀至出水口有三个坝箱且形成一水处理组，第一个坝箱内设有除磷的填料，第二个坝箱内设有脱氮的填料，第三个坝箱内设有增氧的填料；第二闸阀至出水口有三个坝箱也形成所述水处理组，且两个所述水处理组之间对称设置。

4.根据权利要求3所述的适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其特征在于：所述出水口对应设置在增氧所在的所述坝箱上部，且对应下游设置。

5.根据权利要求4所述的适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其特征在于：在每个所述坝箱的上部且对着上游和下游的侧面上还设有泄流通道，其中所述出水口位于同侧所述泄流通道的下方。

6.根据权利要求5所述的适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其特征在于：所述出水口与同侧所述泄流通道相连通。

7.根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其特征在于：在每个所述坝箱内设有水泵和潜污泵，且由所述水泵将前一个所述坝箱内的水泵送至下一个所述坝箱。

8.根据权利要求7所述的适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其特征在于：在增氧所在的所述坝箱内还设曝气机，其中所述水泵和潜污泵、及所述曝气机均与所述处理器相连通。

9.根据权利要求1所述的适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其特征在于：每个所述坝箱的顶部均通过箱盖闭合设置。

10.根据权利要求1所述的适用于不同河流水域的水体进行生物和生态的治理方法，其特征在于：在所述第一闸阀和所述第二闸阀的进水阀门前方或/和后方设有拦截格栅或拦截滤网。

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