CN114988586B - 装配式垂直潜流结构、施工方法及污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及装配式垂直潜流结构、施工方法及污水处理方法，该方案包括以下步骤：各潜流结构单元预制；各集水桶预制；各潜流结构单元吊装；将集水桶一、集水桶三、集水桶二及集水桶四分别对应吊装至多级潜流结构的两侧；在出口一与集水桶一之间，出口二与集水桶二之间，出口三与集水桶三之间，出口四与集水桶四之间分别安装集水管；在进水口处安装进水管道，然后在集水桶一和进水管道之间安装泵吸回流管一，在集水桶二和进水管道之间安装泵吸回流管二，在集水桶三和潜流结构单元二之间安装泵吸回流管三，在集水桶四和潜流结构单元二之间安装泵吸回流管四，完成施工。本发明具有占地面积小，建造速度快，污水处理效率高且出水水质稳定的优点。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及装配式垂直潜流结构、施工方法及污水处理方法。
背景技术
处理污水的方法很多，一般可归纳为物理法、化学法和生物法等。通过对100多座大型污水处理厂调研发现，存在较多严重的问题，如占地面积大，建造运营成本高，效率低等大问题，普遍效率不足70％，低的只有40％。污水处理成本能耗情况，基本都是高能耗，低效率。
目前，人工湿地污水处理工艺具有建造运营费用低等优点得到广泛应用，但仍存在较大问题：①占地面积大；②易受病虫害影响；③生物和水力的复杂性加大了对其处理机制、技术动力学和影响因素的认识，由于设计运行参数不正确，设计不当，水不能满足设计要求，或者不能满足标准排放，有些人工湿地反而成为污染源。另外，人工湿地想要达到高效稳定运行需要较长的周期，同时不适合应用于处理水量大，水质变化大，管理水平高的污水处理厂。
因此，目前亟须寻求一种占地面积小，建造速度快，污水处理效率高且出水水质稳定的装配式垂直潜流结构、施工方法及污水处理方法显得十分重要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了装配式垂直潜流结构、施工方法及污水处理方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：装配式垂直潜流结构施工方法包括以下步骤：
S00、各潜流结构单元预制：分别预制潜流结构单元一、潜流结构单元二、潜流结构单元三及潜流结构底部单元，在预制潜流结构单元一的内部填充满矿渣、炉渣与碎石混合填料并在顶部预留进水口，在潜流结构单元二的内部填充满火山岩混合填料并预留出口一和出口二，在潜流结构单元三的内部填充满活性炭填料并预留出口三，在潜流结构底部单元的内部填充满泡沫虑珠填料并预留出口四；
S10、各集水桶预制：将集水桶一和集水桶三以及集水桶二和集水桶四分别叠合预制，并在每个集水桶上部预留集水管口、下部预留回流管口及内部安装水质检测装置；
S20、各潜流结构单元吊装：吊装潜流结构底部单元落位至指定位置，并在潜流结构底部单元栓接对接钢板，然后起吊潜流结构单元三移动到潜流结构底部单元上方，通过潜流结构单元三与潜流结构底部单元的对接钢板进行快速精准落位并对接固定，基于同样操作依次完成潜流结构单元二和潜流结构单元一的吊装，形成多级潜流结构；
S30、将预制好的集水桶一、集水桶三、集水桶二及集水桶四分别对应吊装至多级潜流结构的两侧；
S40、在出口一与集水桶一之间，出口二与集水桶二之间，出口三与集水桶三之间，出口四与集水桶四之间分别安装集水管；
S50、在进水口处安装进水管道，然后在集水桶一和进水管道之间安装泵吸回流管一，在集水桶二和进水管道之间安装泵吸回流管二，在集水桶三和潜流结构单元二之间安装泵吸回流管三，在集水桶四和潜流结构单元二之间安装泵吸回流管四，完成装配式垂直潜流结构的施工。
进一步地，步骤S00中，潜流结构单元一的预制步骤为：
将预留有进水口的顶板单独预制，并预留预埋螺栓孔槽；
在预制底板和侧板时在底板一侧预留接口一，在侧板顶部相应位置处安装预埋螺栓；
在底板和侧板上搭接绑扎钢筋浇筑形成两道直隔板；
将矿渣、炉渣与碎石混合填料填满潜流结构单元一；
将顶板通过预埋螺栓进行固定，接缝处做好防水；
在侧板外侧上下部栓接安装耳板。
进一步地，潜流结构单元一为正方体，该潜流结构单元一的上下部均设有耳板，顶板一侧设有进水口和直隔板，底板一侧设有相连的直隔板和接口一，侧板顶部设有预埋螺栓孔槽，顶板周边设有预埋螺栓孔槽，通过预埋螺栓固定在侧板顶部。
进一步地，潜流结构单元二、潜流结构单元三及潜流结构底部单元均为正方体。
进一步地，相邻述潜流结构单元的各个接口和出口均设有过滤格栅，且各个接口处均设有止水橡胶圈。
进一步地，潜流结构单元二的上下部也均设有耳板，顶板一侧设有接口一和相连的L型隔板，底板一侧设有接口二和相连的L型隔板，临近接口二的侧板底部设有出口二，另一侧侧板底部设有出口一，侧板顶部也设有预埋螺栓孔槽，顶板周边也设有预埋螺栓孔槽，也通过预埋螺栓固定在侧板顶部。
进一步地，潜流结构单元三上下部也均设有耳板，顶板一侧设有接口二和直隔板，底板一侧设有相连的直隔板和接口三，临近接口三的侧板底部设有出口三，侧板顶部也设有预埋螺栓孔槽，顶板周边也设有预埋螺栓孔槽，也通过预埋螺栓固定在侧板顶部。
进一步地，潜流结构底部单元上部也设有耳板，顶板一侧设有接口三和L型隔板，远离接口三的侧板设出口四和相连的直隔板，侧板顶部也设有预埋螺栓孔槽，顶板周边也设有预埋螺栓孔槽，也通过预埋螺栓固定在侧板顶部。
装配式垂直潜流结构，运用上述的装配式垂直潜流结构施工方法施工制得。
基于装配式垂直潜流结构的污水处理方法，基于上述的装配式垂直潜流结构，该方法包括以下步骤：
污水通过进水口进入潜流结构单元一进行第一级过滤处理，通过接口一进入潜流结构单元二进行第二级处理；
经过一级过滤净化的水体进入潜流结构单元二后一部分通过出口一进入集水桶一，另一部分经过潜流结构单元二进行第二级过滤净化，集水桶一中的水经检测若合格则排出利用，若不合格通过泵吸回流管一回流到进水管道后进入潜流结构单元一进行重新过滤处理；
经过潜流结构单元二二级过滤净化的水体一部分通过出口二进入集水桶二，另一部分进入潜流结构单元三进行第三级过滤净化，集水桶二中的水经检测若合格则排出利用，若不合格通过泵吸回流管二回流到进水管道进入潜流结构单元一进行重新过滤处理；
经过第二级过滤净化的水体进入潜流结构单元三后一部分通过出口三进入集水桶三，另一部分经第三级过滤净化进入潜流结构底部单元进行第四级过滤净化，集水桶三中的水经检测若合格则排出利用，若不合格通过泵吸回流管三回流到进入潜流结构单元二起始段进行重新过滤处理；
经过第四级过滤净化的水体通过出口四进入集水桶四，经检测若合格则排出利用，若不合格通过泵吸回流管四回流进入潜流结构单元二结尾段进行重新过滤处理，直至净化后排出的水体检测合格，完成污水处理。
本发明的有益效果是：
1、与现有技术相比，本发明的装配式垂直潜流结构由多个潜流结构单元组成，提前预制加工，运至现场吊装，建造速度快，工厂化预制生产节能，有利于环保，降低现场施工的噪音和污染；
2、与现有技术相比，本发明中的潜流结构单元内部设置多道隔板增加潜流长度，提高单位面积污染物处理效率高，通过耳板起吊安装连接成整体，安装精度高且结构稳固；
3、与现有技术相比，本发明中经过装配式垂直潜流结构分级净化后的水体经检测合格可排出，净化不纯的水体可通过泵吸回流管再次进入装配式垂直潜流结构中重新过滤净化，保证出水水质；
4、与现有技术相比，本发明的装配式垂直潜流结构，布局合理紧凑，占地少，提高土地利用率。
附图说明
图1是本发明装配式垂直潜流结构的布置示意图；
图2是本发明装配式垂直潜流结构的断面结构示意图；
图3是本发明装配式垂直潜流结构的流向示意图；
图4是本发明潜流结构单元一的平面示意图；
图5是本发明潜流结构单元一的断面示意图；
图6是本发明潜流结构单元二的断面示意图；
图7是本发明潜流结构单元三的断面示意图；
图8是本发明潜流结构底部单元的断面示意图；
图9是本发明装配式垂直潜流结构的施工工艺流程图。
附图标记说明：1、潜流结构单元一；2、潜流结构单元二；3、潜流结构单元三；4、潜流结构底部单元；5、进水管道；6、泵吸回流管二；7、泵吸回流管四；8、集水桶二；9、集水桶四；10、耳板；11、泵吸回流管一；12、止回阀；13、泵吸回流管三；14、集水管；15、集水桶一；16、集水桶三；17、进水口；18、直隔板；19、接口一；20、L型隔板；21、出口一；22、出口二；23、接口二；24、接口三；25、出口三；26、出口四；27、矿渣、炉渣与碎石混合填料；28、沸石与火山岩混合填料；29、活性炭填料；30、泡沫虑珠填料；31、预埋螺栓；32、预埋螺栓孔槽。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例1
如图1所示，本装配式垂直潜流结构施工方法包括以下步骤：
S00、各潜流结构单元预制：分别预制潜流结构单元一1、潜流结构单元二2、潜流结构单元三3及潜流结构底部单元4，在预制潜流结构单元一1的内部填充满矿渣、炉渣与碎石混合填料27并在顶部预留进水口17，在潜流结构单元二2的内部填充满火山岩混合填料28并预留出口一21和出口二22，在潜流结构单元三3的内部填充满活性炭填料29并预留出口三25，在潜流结构底部单元4的内部填充满泡沫虑珠填料30并预留出口四26；
在此步骤中，潜流结构单元一1的预制步骤为：
将预留有进水口17的顶板单独预制，并预留预埋螺栓孔槽32；
在预制底板和侧板时在底板一侧预留接口一19，在侧板顶部相应位置处安装预埋螺栓31；
在底板和侧板上搭接绑扎钢筋浇筑形成两道直隔板18；
将矿渣、炉渣与碎石混合填料27填满潜流结构单元一1；
将顶板通过预埋螺栓31进行固定，接缝处做好防水；
在侧板外侧上下部栓接安装耳板10。
在此步骤中，潜流结构单元二2的预制步骤为：
将预留有接口一19的顶板单独预制，并预留预埋螺栓孔槽32；
在预制底板和侧板时在底板一侧预留接口二23，在侧板底部预留出口一21和出口二22，并在顶部相应位置处安装预埋螺栓31；
在底板和侧板上搭接绑扎钢筋浇筑形成两道L型隔板20；
将成分1:1的沸石与火山岩混合填料28填满潜流结构单元二2；
将顶板通过预埋螺栓31进行固定，接缝处做好防水；
在侧板外侧上下部栓接安装耳板10。
在此步骤中，潜流结构单元三3的预制步骤为：
将预留有接口二23的顶板单独预制，并预留预埋螺栓孔槽32，在预制底板和侧板时在底板一侧预留接口三24，在侧板底部预留出口三25，并在顶部相应位置处安装预埋螺栓31；
在底板和侧板上搭接绑扎钢筋浇筑形成两道直隔板18；
将活性炭填料29填满潜流结构单元三3；
将顶板通过预埋螺栓31进行固定，接缝处做好防水；
在侧板外侧上下部栓接安装耳板10。
在此步骤中，潜流结构底部单元4的预制步骤为：
将预留有接口三24的顶板单独预制，并预留预埋螺栓孔槽32，在预制底板和侧板时在侧板上部预留出口四26，并在顶部相应位置处安装预埋螺栓31；
在底板和侧板上搭接绑扎钢筋浇筑形成一道直隔板18和一道L型隔板20；
接着将泡沫虑珠填料30填满潜流结构底部单元4；
将顶板通过预埋螺栓31进行固定，接缝处做好防水；
在侧板外侧上部栓接安装耳板10。
上述各潜流结构中同样标号的零件并不是指代同一部位，而是表示采用了相同结构或者相同的零件。
在本实施例中，潜流结构单元二2、潜流结构单元三3及潜流结构底部单元4均为正方体。
S10、各集水桶预制：将集水桶一15和集水桶三16以及集水桶二8和集水桶四9分别叠合预制，并在每个集水桶上部预留集水管口、下部预留回流管口及内部安装水质检测装置；
S20、各潜流结构单元吊装：吊装潜流结构底部单元4落位至指定位置，并在潜流结构底部单元4栓接对接钢板，然后起吊潜流结构单元三3移动到潜流结构底部单元4上方，通过潜流结构单元三3与潜流结构底部单元4的对接钢板进行快速精准落位并对接固定，基于同样操作依次完成潜流结构单元二2和潜流结构单元一1的吊装，形成多级潜流结构；
S30、将预制好的集水桶一15、集水桶三16、集水桶二8及集水桶四9分别对应吊装至多级潜流结构的两侧；
S40、在出口一21与集水桶一15之间，出口二22与集水桶二8之间，出口三25与集水桶三16之间，出口四26与集水桶四9之间分别安装集水管14；
S50、在进水口17处安装进水管道5，然后在集水桶一15和进水管道5之间安装泵吸回流管一11，在集水桶二8和进水管道5之间安装泵吸回流管二6，在集水桶三16和潜流结构单元二2之间安装泵吸回流管三13，在集水桶四9和潜流结构单元二2之间安装泵吸回流管四7，完成装配式垂直潜流结构的施工。
实施例2
如图1-3所示，装配式垂直潜流结构，运用实施例1的装配式垂直潜流结构施工方法施工制得，本结构由潜流结构单元一1、潜流结构单元二2、潜流结构单元三3、潜流结构底部单元4依次串联叠加而成多级潜流结构。进水管道5连通潜流结构单元一1的进水口17，集水桶二8和集水桶四9叠合设置在多级潜流结构一侧，集水桶一15和集水桶三16叠合设置在多级潜流结构另一侧，泵吸回流管一11连通集水桶一15下部和进水管道5，泵吸回流管二6连通集水桶二8下部和进水管道5，泵吸回流管三13连通集水桶三16下部和潜流结构单元二2上部，泵吸回流管四7连通集水桶四9下部和潜流结构单元二2上部，止回阀12设置在各个泵吸回流管出口位置处，集水桶一15上部和潜流结构单元二2下部之间、集水桶三16上部和潜流结构单元三3下部之间、集水桶二8上部和潜流结构单元二2下部之间、集水桶四9上部和潜流结构底部单元4上部之间分别设有集水管14，各类填料分别设置在各个潜流结构单元内。
具体地，如图4-5所示，潜流结构单元一1为正方体，该潜流结构单元一1的上下部均设有耳板10，顶板一侧设有进水口17和直隔板18，底板一侧设有相连的直隔板18和接口一19，侧板顶部设有预埋螺栓孔槽32，顶板周边设有预埋螺栓孔槽32，通过预埋螺栓31固定在侧板顶部。
具体地，如图6所示，潜流结构单元二2的上下部也均设有耳板10，顶板一侧设有接口一19和相连的L型隔板20，底板一侧设有接口二23和相连的L型隔板20，临近接口二23的侧板底部设有出口二22，另一侧侧板底部设有出口一21，侧板顶部也设有预埋螺栓孔槽32，顶板周边也设有预埋螺栓孔槽32，也通过预埋螺栓31固定在侧板顶部。
具体地，如图7所示，潜流结构单元三3上下部也均设有耳板10，顶板一侧设有接口二23和直隔板18，底板一侧设有相连的直隔板18和接口三24，临近接口三24的侧板底部设有出口三25，侧板顶部也设有预埋螺栓孔槽32，顶板周边也设有预埋螺栓孔槽32，也通过预埋螺栓31固定在侧板顶部。
具体地，如图8所示，潜流结构底部单元4上部也设有耳板10，顶板一侧设有接口三24和L型隔板20，远离接口三24的侧板设出口四26和相连的直隔板18，侧板顶部也设有预埋螺栓孔槽32，顶板周边也设有预埋螺栓孔槽32，也通过预埋螺栓31固定在侧板顶部。
优选地，相邻述潜流结构单元的各个接口和出口均设有过滤格栅，且各个接口处均设有止水橡胶圈。
优选地，各类填料包括矿渣、炉渣与碎石混合填料27、沸石与火山岩混合填料28、活性炭填料29和泡沫虑珠填料30，可根据污水污染物作适当调整。
Claims (9)
1.装配式垂直潜流结构施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S00、各潜流结构单元预制：分别预制潜流结构单元一(1)、潜流结构单元二(2)、潜流结构单元三(3)及潜流结构底部单元(4)，在所述潜流结构单元一(1)的内部填充满矿渣、炉渣与碎石混合填料(27)并在顶部预留进水口(17)，在所述潜流结构单元二(2)的内部填充满火山岩混合填料(28)并预留出口一(21)和出口二(22)，在所述潜流结构单元三(3)的内部填充满活性炭填料(29)并预留出口三(25)，在所述潜流结构底部单元(4)的内部填充满泡沫滤珠填料(30)并预留出口四(26)；相邻潜流结构单元的各个接口和出口均设有过滤格栅，且各个接口处均设有止水橡胶圈；所述潜流结构单元一(1)和所述潜流结构单元三(3)中设有直隔板(18)；所述潜流结构单元二(2)和所述潜流结构底部单元(4)中设有L型隔板(20)；所述潜流结构单元一(1)、所述潜流结构单元二(2)、所述潜流结构单元三(3)和所述潜流结构底部单元(4)中均设有耳板(10)；
S10、各集水桶预制：将集水桶一(15)和集水桶三(16)以及集水桶二(8)和集水桶四(9)分别叠合预制，并在每个集水桶上部预留集水管口、下部预留回流管口及内部安装水质检测装置；
S20、各潜流结构单元吊装：吊装所述潜流结构底部单元(4)落位至指定位置，并在所述潜流结构底部单元(4)栓接对接钢板，然后起吊所述潜流结构单元三(3)移动到所述潜流结构底部单元(4)上方，通过所述潜流结构单元三(3)与所述潜流结构底部单元(4)的对接钢板进行快速精准落位并对接固定，基于同样操作依次完成所述潜流结构单元二(2)和所述潜流结构单元一(1)的吊装，形成多级潜流结构；
S30、将预制好的所述集水桶一(15)、所述集水桶三(16)、所述集水桶二(8)及所述集水桶四(9)分别对应吊装至所述多级潜流结构的两侧；
S40、在所述出口一(21)与所述集水桶一(15)之间，所述出口二(22)与所述集水桶二(8)之间，所述出口三(25)与所述集水桶三(16)之间，所述出口四(26)与所述集水桶四(9)之间分别安装集水管(14)；
S50、在所述进水口(17)处安装进水管道(5)，然后在所述集水桶一(15)和所述进水管道(5)之间安装泵吸回流管一(11)，在所述集水桶二(8)和所述进水管道(5)之间安装泵吸回流管二(6)，在所述集水桶三(16)和所述潜流结构单元二(2)之间安装泵吸回流管三(13)，在所述集水桶四(9)和所述潜流结构单元二(2)之间安装泵吸回流管四(7)，完成装配式垂直潜流结构的施工。
2.根据权利要求1所述的装配式垂直潜流结构施工方法，其特征在于，步骤S00中，所述潜流结构单元一(1)的预制步骤为：
将预留有进水口(17)的顶板单独预制，并预留预埋螺栓孔槽(32)；
在预制底板和侧板时在底板一侧预留接口一(19)，在侧板顶部相应位置处安装预埋螺栓(31)；
在底板和侧板上搭接绑扎钢筋浇筑形成两道直隔板(18)；
将矿渣、炉渣与碎石混合填料(27)填满潜流结构单元一(1)；
将顶板通过预埋螺栓(31)进行固定，接缝处做好防水；
在侧板外侧上下部栓接安装耳板(10)。
3.根据权利要求2所述的装配式垂直潜流结构施工方法，其特征在于，所述潜流结构单元一(1)为正方体，该潜流结构单元一(1)的上下部均设有耳板(10)，顶板一侧设有进水口(17)和直隔板(18)，底板一侧设有相连的直隔板(18)和接口一(19)，侧板顶部设有预埋螺栓孔槽(32)，顶板周边设有预埋螺栓孔槽(32)，通过预埋螺栓(31)固定在侧板顶部。
4.根据权利要求3所述的装配式垂直潜流结构施工方法，其特征在于，所述潜流结构单元二(2)、所述潜流结构单元三(3)及所述潜流结构底部单元(4)均为正方体。
5.根据权利要求4所述的装配式垂直潜流结构施工方法，其特征在于，所述潜流结构单元二(2)的上下部也均设有耳板(10)，顶板一侧设有接口一(19)和相连的L型隔板(20)，底板一侧设有接口二(23)和相连的L型隔板(20)，临近接口二(23)的侧板底部设有出口二(22)，另一侧侧板底部设有出口一(21)，侧板顶部也设有预埋螺栓孔槽(32)，顶板周边也设有预埋螺栓孔槽(32)，也通过预埋螺栓(31)固定在侧板顶部。
6.根据权利要求4所述的装配式垂直潜流结构施工方法，其特征在于，所述潜流结构单元三(3)上下部也均设有耳板(10)，顶板一侧设有接口二(23)和直隔板(18)，底板一侧设有相连的直隔板(18)和接口三(24)，临近接口三(24)的侧板底部设有出口三(25)，侧板顶部也设有预埋螺栓孔槽(32)，顶板周边也设有预埋螺栓孔槽(32)，也通过预埋螺栓(31)固定在侧板顶部。
7.根据权利要求4所述的装配式垂直潜流结构施工方法，其特征在于，所述潜流结构底部单元(4)上部也设有耳板(10)，顶板一侧设有接口三(24)和L型隔板(20)，远离接口三(24)的侧板设出口四(26)和相连的直隔板(18)，侧板顶部也设有预埋螺栓孔槽(32)，顶板周边也设有预埋螺栓孔槽(32)，也通过预埋螺栓(31)固定在侧板顶部。
8.装配式垂直潜流结构，其特征在于，运用权利要求1-7任意一项所述的装配式垂直潜流结构施工方法施工制得。
9.基于装配式垂直潜流结构的污水处理方法，其特征在于，基于权利要求8所述的装配式垂直潜流结构，该方法包括以下步骤：
污水通过进水口(17)进入潜流结构单元一(1)进行第一级过滤处理，通过接口一(19)进入潜流结构单元二(2)进行第二级处理；
经过一级过滤净化的水体进入潜流结构单元二(2)后一部分通过出口一(21)进入集水桶一(15)，另一部分经过潜流结构单元二(2)进行第二级过滤净化，集水桶一(15)中的水经检测若合格则排出利用，若不合格通过泵吸回流管一(11)回流到进水管道(5)后进入潜流结构单元一(1)进行重新过滤处理；
经过潜流结构单元二(2)二级过滤净化的水体一部分通过出口二(22)进入集水桶二(8)，另一部分进入潜流结构单元三(3)进行第三级过滤净化，集水桶二(8)中的水经检测若合格则排出利用，若不合格通过泵吸回流管二(6)回流到进水管道(5)进入潜流结构单元一(1)进行重新过滤处理；
经过第二级过滤净化的水体进入潜流结构单元三(3)后一部分通过出口三(25)进入集水桶三(16)，另一部分经第三级过滤净化进入潜流结构底部单元(4)进行第四级过滤净化，集水桶三(16)中的水经检测若合格则排出利用，若不合格通过泵吸回流管三(13)回流到进入潜流结构单元二(2)起始段进行重新过滤处理；
经过第四级过滤净化的水体通过出口四(26)进入集水桶四(9)，经检测若合格则排出利用，若不合格通过泵吸回流管四(7)回流进入潜流结构单元二(2)结尾段进行重新过滤处理，直至净化后排出的水体检测合格，完成污水处理。
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