DE2534832A1

DE2534832A1 - Einrichtung fuer auf dem erdboden getragene lagertanks, insbesondere fuer oellagertanks zur vermeidung von grundwasserverunreinigung

Info

Publication number: DE2534832A1
Application number: DE19752534832
Authority: DE
Inventors: Lars Joergen Andersen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-08-15
Filing date: 1975-08-05
Publication date: 1976-02-26
Also published as: DK138595C; NO140899C; FR2281884A1; NO140899B; NO752615L; DK436874A; DK138595B

Description

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. HEINRICH SEIDS

62 Wiesbaden · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 12068 · Telefon (0 6121) 56 53 82 Postsdiedc Frankfurt/Main 1810 08-602 · Bank Deutsche Bank 395 63 72 · Nass. Sparkasse 108 00 30 65

Wiesbaden, den 3Λ. Juli 197-5 A 161 S/rd

Lars Jörgen ANDERSEN DK-2860 S^nborg - Dänemark

Einrichtung für auf dem Erdboden getragene Lagertanks, insbesondere für Öllagertanks zur Vermeidung von Grundwasserverunreinigung

Priorität: Dänische Patentanmeldung Nr. 43.68/74 vom 15. August 1974

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung in Verbindung mit auf dem Erdboden getragenen Lagertanks, insbesondere Öl-Lagertanks, zur Vermeidung von Grundwasser-Verunreinigung durch ausleckenden Tankinhalt, wobei ein Lagertank oder eine Anzahl von Lagertanks durch eine im wesentlichen vertikale, undurchlässige, in den Boden greifende Trennwand umgeben ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der oben angegebenen Art zu schaffen, bei der die Gefahr einer Grundwasser-Verunreinigung durch ausleckenden Tankinhalt mittels einfacher

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und. verlässlicher Einrichtungsteile praktisch vollständig ausgeschlossen wird.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Trennwand luftdicht ausgebildet und in luftdichter Weise mit einem oberen Schirm verbunden ist, der vorzugsweise durch den Tankboden gebildet sein kann, und dass eine Vakuumpumpe dazu angeordnet ist, kontinuierlich oder intermittierend ein Vakuum in dem porösen Boden enthaltenden und mit der Trennwand umgrenzten Raum zu erzeugen.

Auf diese Weise ist es möglich, ein Vakuum in dem porösen Boden enthaltenden, durch die umgebende Trennwand umgrenzten Raum aufrecht zu erhalten, und es ist möglich, durch Saugen die Flüssigkeit in diesem Bodenraum abzuziehen, so dass jegliches Vorhandensein von im Behälter gelagertem Stoff vorzugsweise Öl, festgestellt werden kann. (Im folgenden wird der Übersichtlichkeit halber die Bezeichnung "Öl für jeglichen in dem Tank gelagerten Stoff benutzt".) Durch Einschalten der ^; Vakuumpumpe kann zunächst Luft, und dann Wasser abgezogen werden, wonach das Wasser auf Ölgehalt geprüft wird. Wenn das Wasser kein Öl enthält, kann die Vakuumpumpe angehalten werden, wobei das Vakuum aufgrund der unvermeidlichen Undichtigkeiten all- j

mählich verlorengeht. Wenn das Wasser jedoch öü^nthält, ist '

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es möglich, kontinuierlich das Gemisch von Wasser und Öl über die Saugleitung abzuziehen, wonach das Gemisch von Öl und Wasser entweder in den Lagertank eingeführt wird (gilt für andere im Tank gelagerte Stoffe soweit es diese zulassen) oder einem Trennverfahren zum Abtrennen des Öles vom Wasser unterworfen wird.

Eine einfache Möglichkeit zum Trennen des Öles vom Wasser kann mittels einer Saugleitung erzielt werden, die sich vom oberen Teil des porösen Boden enthaltenden Raumes erstreckt und einen Vakuumbehälter enthält, an dessen oberen Teil die Vakuumpumpe zum Abziehen von Luft angeschlossen ist. Irgendwelches, in dem durch die Trennwand umgrenzten Bodenraum vorhandenes Öl sammelt sich daher auf der Oberfläche der Flüssigkeit in diesem Vakuumbehälter, und kann dann von dieser Oberfläche mittels einer Spezialpumpe abgezogen und dann in den Lagertank selbst zurückgeführt werden. Die Flüssigkeits-Standhöhe im Vakuumbehälter kann mittels eines herkömmlichen Wasserstandrohres angezeigt sein, und gibt ferner eine direkte Anzeige für den Zustand des im Bodenraum ränter dem Lagertank herrschenden Vakuum. Durch Einlassen atmosphärischer Luft in den Vakuumbehälter ist es möglich, das reine Wasser im Bodenteil des Vakuumbehälters unter den Lagertank zurückzuleiten. Nach Ablauf einer gewissen Zeit kann man den Vakuumbehälter

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wieder durch Saugen auffüllen. Auf diese Weise wird dann das sich inzwischen auf der Oberfläche des Grundwassers innerhalb der Trennwand gesammelte Öl in denVakuumbehälter gezogen. Auf diese Weise wird ein spezieller Trennbehälter für das Gemisch von Öl und Wasser vermieden.

Einen besseren Einblick in die in der Einrichtung ablaufenden Vorgänge kann man erreichen, wenn in Weiterbildung der Erfindung der Vakuumbehälter vollständig oder teilweise transparent ausgebildet ist. Auf diese Weise kann der Grad der Ölverunreinigung im abgezogenen Grundwasser direkt beobachtet werden.

Eine beträchtliche Erhöhung des Wirkungsgrades bzw. Erhöhung des Ölgehaltes in der abgezogenen Grundwassermenge wird erzielt, wenn im Rahmen der Erfindung der obere Schirm an seiner Unterseite konkav ausgebildet ist, und die Saugleitung an einer Stelle in der Nähe des am höchsten liegenden Bereiches . des Schirmes mündet. Wenn das Grundwasser mit dem Öl auf seiner Oberfläche in dem Hohlraum innerhalb der umgebenden Trennwand (unter der Wirkung des angelegten Vakuums) ansteigt, nimmt die horizontale Querschnittfläche so mit ansteigendem Pegel ab, so dass die Dicke der ölschicht entsprechend zunimmt. Auf diese Weise ist es möglich, fast reines Öl in den Vakuumbehälter zu ziehen, und so während des Abtrennens von Öl Zeit

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zu sparen. Dies macht es auch möglich, sowohl Vakuumbehälter als auch Vakuumpumpe mit beträchtlich kleinerer Kapazität zu wählen. Das Mass der konkaven Ausbildung des oberen Schirmes kann beispielsweise so sein, dass die Aufwärtswölbung etwa 30 Promill vom Umfangsrand nach der Schirmmitte hin beträgt.

Um den Strömungswiderstand gegen das Abziehen von Öl aus dem Bodenhohlraum zu vermindern, kann im Rahmen der Erfindung unmittelbar unterhalb des oberen Schirmes eine Lage gut durchlässigen Materials angebracht sein, beispielsweise Schotter oder grobem Kiess. Dies verursacht eine beträchtliche Verminderung des Strömungswiderstandes für das Öl oder das mit Öl verunreinigte Wasser. Der Abziehprozess wird beträchtlich verkürzt im Vergleich dazu, wenn einfacher Erdboden oder Mulm unter dem oberen Schirm angeordnet wäre.

In Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, das Abziehen von Öl um ein beträchtliches Mass zu beschleunigen, wenn eine Mehrzahl von Luftventilen zum Einlassen von "Nebenluft" aus der Atmosphäre rings am Umfang der Trennwand verteilt ist. ; Wie bei der Durchführung von Versuchen gefunden wurde, tragen die auf solche Weise in das Öl gebrachten Luftblasen stark dazu

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bei, die Ölteilchen von den Teilchen des gut durchlässigen Materials zu lösen, so dass der Strömungswiderstand für das Öl

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weiterhin vermindert wird. Das Abziehen des Öles erfolgt daher noch schneller, was im Hinblick auf das Einlassen von "Nebenluft" zunächst nicht zu vermuten wäre.

Es ist möglich, unter Benutzung einfacher Einrichtungsteile festzustellen, in welchem Flächenbereich ein Auslecken stattgefunden haben kann, in dem unter Weiterbildung der Erfindung jedes der Luftvwntile mit einer perforierten Lufteinlassleitung verbunden ist, die sich längs eines Teiles am Umfang der umgebenden Trennwand erstreckt, und zwar an der Innenseite dieser Trennwand, wobei die Löcher in dieser Luftleitung vorzugsweise nach dem offenen Ende der Saugleitung hin gerichtet ist. Durch Öffnen nur eines Luftventils in einem Zeitabschnitt und Beobachten des in den Vakuumbehälter gezogenen Gemisches ist es möglich, im Fall einer Undichtigkeit zu bestimmen, in welchem Sektor des Tankbodens diese Undichtigkeit gelegen ist. Der Tankboden kann beispielsweise in sechaehn Sektoren von ie 22,5° unterteilt sein.

Im Rahmen der Erfindung kann die gesamte Einrichtung in einfacher Weise zu automatischem Betrieb eingerichtet werden, indem der Vakuumbehälter eine Einrichtung zur Standhöhenüberwachung und zum Einschalten und Anhalten der Vakuumpumpe tei einer Minimalstandhöhe bzw. Maximalstandhöhe und die Saugleitung von

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dem Bodenraum nach dem Vakuumbehälter hin und die Vakuumpumpe zur Aussenatmosphäre ein Rückschlagventil erhalten, das dazu ausgebildet ist, in seiner Schliess-Stellung die Flüssigkeit langsam vom Vakuumbehälter in dem von der Trennwand umgrenzten Bodenraum zurückfliessen zu lassen. In solchem Fall arbeitet die Einrichtung in der Weise, dass der Vakuumbehälter zunächst bis zur Maximalstandhöhe durch Ansaugen gefüllt wird, wonach die Vakuumpumpe angehalten wird. Das Öl sammelt sich Jetzt an der Oberfläche der Flüssigkeit im Vakuumbehälter, während der Flüssigkeitsspiegel langsam zur Minimalstandhöhe absinkt, und dabei praktsich reines Wasser vom unteren Teil des Vakuumbehälters in den Bodenraum zurückfliesst. Gleichzeitig wird das Öl von der Flüssigkeitsoberfläche im Vakuumbehälter durch Saugen abgezogen. Wenn der Flüssigkeitsspiegel bis zur Minimalstandhöhe im Vpkuumbehälter abgesunken ist, wird die Vpküumpumpe wieder eingeschaltet, und der Arbeitsgang wiederholt sich automatisch.

Die Erfindung soll mit mehr Einzelheiten im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche und stark vereinfachte Wiedergabe eines Lagertanks für Öl, der

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mit einer Einrichtung gemäss der Erfindung

ausgerüstet ist;
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch den Boden des

Tanks im mittleren Bodenbereich; Fig. 3 einen schaubildlichen Vertikalschnitt durch

einen Vakuumbehälter und Fig. 4 einen Vertikalschnitt von Seitenwand und Boden

des Tankes am Umfangsbereich.

Im dargestellten Beispiel ist ein grosser zylindrischer Öllagertank 1 auf dem Erdboden getragen, wobei die Erdbodenhöhe bei 2 und der Grundwasserspiegel bei 3 angedeutet sind. Die Seitenwand des Tanks 1 ruht auf einer ringförmigen Trennwand 4, die sich von einer geringfügig über die Bodenhöhe vorstehenden Höhe in eine ein wenig unter den Grundwasserspiegel 3 greifende Tiefe erstreckt.

Im dargestellten Beispiel ist der Tpnkboden 5 an der Unterseite konkav und enthält einen zentral angeordneten, sich nach oben erstreckenden Sumpf 6. In dem Sumpf 6 ist ein Ansaugkppf 7 angeordnet, der mit einer sich im Erdboden unterhalb des Tankbodens 5 durch die Trennwand 4 nach aussen erstreckenden

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Saugleitung 8 verbunden ist. Ausserhalb der Trennwand 4 mündet die Saugleitung 8 in den Boden eines Vakuumbehälters 9, dessen oberer Teil mit der Saugseite einer Vakuumpumpe 10 verbunden ist.

Figur 2 zeigt den Sumpf 6 und den Ansaugkopf 7 in grösserem Mass-Stab. Unterhalb des Tankbodens 5 befindet sich eine Asphaltschicht 11 und unter dieser Schicht 11 eine Kiess-Asphalt-Beton-Schicht 12. Unter dieser Kiess-Asphalt-Beton-Schicht 12 ist eine Schicht 13 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, bei der Erstellung bzw. beim Giessen des Kiess-Asphalt-Beton-Materials daran zu hindern, in die darunterliegenden Schichten einzudringen. Unter der Schicht 13 befindet sich eine recht dicke Lage von Schotter oder Flusskiess, um den Strömungswiderstand für das durch den Ansaugkopf 7 anzuziehende Ül-Wasser-Gemisch zu vermindern. In gewissem Abstand unterhalb des Ansaugkopfes 7 ist eine horizontale, ölfeste Betonlinse 14 angeordnet, um Wasser oder öl, das durch die Saugleitung 8 zurückfliesst, daran zu hindern, zu tief in die Bodenschicht unter dem Tank aufgrund der innewohnenden kinetischen Energie der Flüssigkeit einzudringen. Unter der Lage von Schotter oder Flusskiess befindeil sich die herkömmlichen Fundierungsmaterialieii, wie Sand oder Kiess.

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Figur 3 zeigt in Schaubildform die wichtigsten Aufbaumerkmale eines im Rphmen der Erfindung zu benutzenden Vakuumbehälters 9. Dieser Behälter 9 enthält eine herkömmliche Einrichtung 17, 18 zur Standhöhenüberwachung, die die Vakuumpumpe ein- und ausschaltet, um eine untere Standhöhe 15 und eine obere Standhöhe 16 festzulegen. In Figur 3 ist die augenblickliche Standhöhe als etwa in der Mitte zwischen den beiden Extremstandhöhen liegend dargestellt, und eine Ölschicht 19 ist auf der Flüssigkeitsoberfläche zu sehen. Diese Ölschicht 19 kann^ mittels eines flexiblen Schlauches 20 abgezogen werden, der mit einem auf der Oberfläche der Ölschicht 19 schwimmenden Schwimmer 21 verbunden ist. Der Schlauch 20 erstreckt sich auf dem Vakuumbehälter 9 heraus, und ist mit der Saugseite einer Pumpe 22 verbunden, die das Öl in den Vorratstank 1 zurückpumpt, Figur 3 zeigt ferner ein Rückschlagventil 23 in der Leitung zwischen dem Vakuumbehälter 9 und der Vakuumpumpe 10. Dieses Rückschlagventil 23 ist völlig geöffnet, wenn die Vakuumpumpe 10 Luft aus den Vakuumbehältern 9 abzieht, während es teilweise \ geschlossen ist, wenn die Vakuumpumpe in Ruhe ist. Auf diese j Weise gestattet das Rückschlagventil 23, das Luft langsam

in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung strömt. Ferner befindet sich ein Verschlussventil 24 in der Leitung zwischen dem Vakuumbehälter 9 und der Vakuumpumpe 10. Auf der Oberseite des Vakuumbehälters 9 befindet sich ein weiteres Ver- : schlussventil 25 zum schnellen Einlassen von Luft in den

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Vakuumbehälter. Wenn die Vakuumpumpe 10 stillsteht, strömt Luft langsam in den Vakuumbehälter 9 durch das teilweise geschlossene Rückschlagventil 23 zurück, sodass der Flüssigkeitsspiegel bis zum unteren Spiegel 15 absinkt, Während dieses Vorganges fliesst praktisch reines Wasser durch die Saugleitung 8 zurück in den Bodenraum innerhalb der Trennwand 4. Wenn der Flüssigkeitsspiegel bis zum unteren Spiegel 15 abgefallen ist, wird die Vakuumpumpe 10 in Gang gesetzt und zieht recht schnell wieder die Flüssigkeit bis zum oberen Spiegel 16 hoch, wonach die Vakuumpumpe wieder angehalten wird. Wenn jetzt die Flüssigkeit langsam bis zum Spiegel 15 absinkt, sammelt sich die Ölschicht 19 auf der Flüssigkeitsoberfläche, von wo sie kontinuierlich oder intermittierend durch den Schlauch abgezogen wird. Wenn der Flüssigkeitsspiegel dann wieder bis zum Spiegel 15 abgesunken ist, wiederholt sich dieser Vorgang.

Figur 4 zeigt ein Luftventil 26 zum Einlassen atmosphärischer Luft in den Bodenraum innerhalb der Trennwand 4. Auf der Innenseite der Trennwand 4 mündet die vom Lufteinlassventil 26 kommende Leitung in eine Leitung oder ein Rohr 27, das sich längs der Innenseite der Trennwand 4 nach beiden Seiten auf gleiche Abstände vom Ventil 26 erstreckt. Das Rohr 27 hat eine Reihe von horizontal nach der Mitte des Tankbodens 5» d.h.

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nach dem Ansaugkopf 7 gerichteten Bohrungen. Wenn das Lufteinlassventil 26 vollständig oder teilweise offen ist, wird "Nebenluft" in den Bodenraum innerhalb der Trennwand 4 eingezogen, so dass Luftblasen in das Öl-Wasser-Gemisch eindringen. Es wurde gefunden, dass diese Luftblasen beträchtlich dazu beitragen, das Öl von den Steinen in der Lage aus Schotter oder Flusskiess abzulösen.

Die Einrichtung enthält sechizehn Lufteinlassventile 26 mit zugeordneten Rohren 27, und zwar jeweil über einen Winkelbereich von 22,5° des Tankumfanges. Wenn jeweils nur eines der Ventile 26 innerhalb eines Zeitraumes geöffnet wird, ist es möglich, durch Beobachten des abgezogenen Gemisches in dem vollständig oder teilweise transparent ausgebildeten Vakuumbehälter 9 festzustellen, ob irgendwelches Öl in den entsprechenden Sektor des Bodenraumes ausgeflossen ist. Auf diese Weise ist es möglich, irgendwelche Undichtigkeiten im Tankboden zu lokalisieren.

Undichtigkeiten im Tankboden, die öl in den poröses Material enthaltenden Raum unter dem Tank austreten lassen, können so sehr schnell einfach und mit Sicherheit durch Feststellen des Ölgeruehes in der während des Evakuierens abgepumpten Luft festgestellt werden.

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Wenn aus irgendwelchen konstruktiven Gründen es erwünscht oder notwendig ist, den Tankboden 5 mit konvexer Unterseite auszubilden, kann eine Materiallage, die einen nach unten konkaven Schirm für die Trennwand 4 bildet, unter dem Tankboden 5 angeordnet werden. Diese zusätzliche Materiallage kann aber auch weggelassen werden, wenn anstelle der gezeigten Einrichtung das Abziehen am Umfangsbereich des Tankbodens vorgenommen wird, der dann ja beträchtlich höher liegen würde, als der Mittelteil des Tankbodens. Eine solche Anordnung würde allerdings die Benutzung einer Mehrzahl von Ansaugköpfen 7 anstelle nur eines einzigen erforderlich machen.

-Patentansprüche-

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Dipl.-Phys. Heinrich Seids · Patentanwalt · 62 Wiesbaden · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 120 68 · ® (0 6121) 56 53 - 14 Patentansprüche

1)^Einrichtungen für auf dem Erdboden getragene Lagertanks, insbesondere Öl-Lagertanks, zur Vermeidung von Grundwasser-Verunreinigung durch ausleckenden Tankinhalt, wobei ein Lagertank oder ein Anzahl von Lagertanks durch eine im wesentlichen vertikale, undurchlässige, in den Boden greifende Trennwand umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (4) luftdicht ausgebildet und in luftdichter Weise mit einem oberen Schirm (5, 13) verbunden ist, der vorzugsweise durch den Tankboden (5) gebildet sein,kann, und dass eine Vakuumpumpe (10) dazu angeordnet ist, kontinuierlich oder intermittierend ein Vakuum in dem porösen Boden enthaltenden und mit der Trennwand (4) umgrenzten Raum zu erzeugen.

2) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sich vom oberen Bereich des porösen Bodens enthaltenden Raum erstreckende Saugleitung (8) ein Vakuumgefäss (9) enthält, an dessen oberen Teil die Vakuumpumpe (10) angeschlossen ist.

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3) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumgefäss (9) vollständig oder teilweise transparent ist.

4) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere, mit dem oberen Teil der umgebenden Trennwand (4) verbundene Schirm (5, 13) an der Unterseite konkav ist, und dass die Saugleitung (8) an einer
Stelle benachbart zu dem am höchsten liegenden Teil
dieses Schirmes (5, 13) mündet.

5) Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gele nnzei chne t, dass eine Lage von gut durchlässigem Material, beispielsweise Schotter, Flusskiess oder grobem Kiess unmittelbar unter dem oberen Schirm (5, 13) angeordnet ist.

6) Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Luftventilen (26) zum Einlassen von "Nebenluft" von der Atmosphäre um den Umfang der umgebenden Trennwand 4 verteilt angeordnet sind.

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7) Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes dieser Lufteinlassventile (26) mit einem perforierten Leitungsstück, beispielsweise Rohr (27) verbunden ist, das sich längs eines Teiles des Umfanges der umgebenden Trennwand (4) und zwar an der Innenseite dieser Wand erstreckt, wobei die Löcher dieses Leitungsstückes oder Rohres (27) vorzugsweise auf das offene Ende (7) der Sugleitung (8) gerichtet sind.

8) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumbehälter (9) eine Einrichtung (17» 18) zur Standhöhenkontrolle für das Ein- und Ausschalten der Vakuumpumpe (10) an einem unteren Flüssigkeitspegel

(15) bzw. einem höheren Flüssigkeitspegel (16) um die Saugleitung vom Bodenraum über den Vakuumbehälter (9) und die Vakuumpumpe (10) zur Atmosphäre ein Rückschlagventil (26) enthalten, das dazu ausgebildet ist, in seiner Schliess-Stellung der Flüssigkeit ein langsames Rückfliessen vom Vakuumbehälter (9) zum Bodenraum innerhalb der umgebenden Trennwand (4) zu gestatten.

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