JPH10296281A - 排水処理システム - Google Patents
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- JPH10296281A JPH10296281A JP10719397A JP10719397A JPH10296281A JP H10296281 A JPH10296281 A JP H10296281A JP 10719397 A JP10719397 A JP 10719397A JP 10719397 A JP10719397 A JP 10719397A JP H10296281 A JPH10296281 A JP H10296281A
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Abstract
ことができ、糸状の微小動物が担持体に付着して、担持
体が重力分離できなくなることを防止する。 【解決手段】生物反応槽11の底面11aに配置された
水中撹拌機14によって、微生物が担持された担持体1
3が、原水とともに、生物反応槽11の底面11aに沿
って流動され、上下方向に沿って配置された上昇流路1
1e内に流入する。上昇流路11e内に流入した原水
は、曝気装置15の空気供給管15cからの曝気空気に
よって曝気されつつ上昇し、上昇流路11eの上端部か
ら生物反応槽11の上部に流出する。原水内のアンモニ
ア性窒素は、上昇流路11e内を上昇する間に、担持体
13に担持された微生物によって酸化処理される。流路
11eから流出した水は、生物反応槽11の上部にて担
持体13が重力分離され、流出水路11f内にオーバー
フローする。
Description
水等の排水を、担持体に担持された微生物によって生物
学的に処理する排水処理システムに関する。
排水処理施設等によって浄化処理されるようになってお
り、また、最近では、環境汚染を一層確実に防止するた
めに、下水処理施設等の処理能力の向上、および、処理
水の水質の向上が要求されている。このために、排水処
理施設では、排水中のBOD(生物的酸素要求量)およ
びアンモニア性窒素を、微生物を利用して低減させる生
物学的処理方法が採用されている。このような生物学的
処理方法の一つに、微生物が担持された担持体を、生物
反応槽内の排水中に浮遊させて、好気的条件下におい
て、担持体に担持された微生物によって排水を処理する
方法がある。この場合、BODは、排水中に浮遊する活
性汚泥によって酸化分解され、アンモニア性窒素は、担
持体に担持された硝化菌等の微生物によって、亜硝酸ま
たは硝酸に酸化処理される。
反応槽を大型化することにより、処理能力を向上させる
ことができる。しかしながら、都市部においては、下水
処理施設を広い敷地面積で建設することが困難になって
いるために、生物反応槽の水深を7m〜数十m程度に深
くして、処理能力を向上させることが行われている。こ
のような深槽式の生物反応槽では、数mm程度の担持体
に、微生物を包括固定あるいは結合させることによって
担持して、処理される下水に対して5〜20容量%の割
合で配置して、生物反応槽の底部の全面から空気を供給
して曝気するようになっている。
水中に浮遊させた状態で、200mg/l のBOD濃度を
10mg/l 以下に低減させるとともに、40mg/l のア
ンモニア性窒素を2mg/l 以下に低減させるためには、
下水1m3 当たり約6m3 の曝気空気量が必要になる。
通常、曝気のために使用される送風機の吐出圧力は、最
大で7000mm水柱圧程度であるために、水深が5m
以上の生物反応槽においては、底部の全面にわたって曝
気するためには、吐出圧力が大きくなった特別仕様の送
風機が必要になる。その結果、送風機自体が高価になる
とともに、送風機による消費電力も増大し、経済性が損
なわれることになる。
と、水中に溶解する空気量が増加する。しかしながら、
水中に多量の空気が溶解すると、後段の沈殿池では、溶
解した空気が細かい気泡となって分離し、水中の懸濁固
体に空気が付着して、懸濁固体の沈降分離が妨害される
おそれがある。
応槽を上下2段に分離して、上段に流入する排水のみを
曝気処理して、下段に流入する排水を嫌気条件にて脱窒
処理する装置が提案されている。しかしながら、この場
合には、生物反応槽の構造が複雑になる。また、下段部
分は、上段にて覆われているために、維持管理が容易で
ないという問題もある。
な仕切り板にて2つの処理室に分割し、各処理室同士
を、仕切り板の上側および下側にて連通させるととも
に、一方の処理室内に曝気装置を配置する排水処理シス
テムも開発されている。この場合には、曝気装置が配置
された処理室内にて水が上昇し、仕切り板の上側を通っ
て他方の処理室内に水が流入するために、生物反応槽内
にて、担持体が含まれた水が循環することになる。
における底面のコーナー部では、水が十分に流動せず、
そのコーナー部にて担持体が堆積するおそれがある。コ
ーナー部における担持体の堆積を防止するために、水の
流速を速くすると、担持体自体が磨耗し、長期にわたっ
て安定的に使用することができなくなる。
上昇流路を設けて、各上昇流路内に曝気装置をそれぞれ
配置するとともに、各上昇流路の下方の底部に、下側に
なるにつれて順次狭くなった凹溝を設ける排水処理シス
テムも開発されている。このような構成では、各上昇流
路内の水が曝気装置によってそれぞれ上方に流動し、各
上昇流路の上端部から吐出される。そして、各上昇流路
から吐出される水に含まれる担持体が、重力によって分
離されて沈降する。沈降した担持体は、各上昇流路の下
方の各溝部内に流動して、水とともに各上昇流路内に流
入することになり、担持体は、水とともに循環されるこ
とになる。
応槽には、つりがね虫と称せられる70〜190μm程
度の微小動物(正式名:Epistylis urceolata )が多量
に発生することがある。このような微小動物が、生物反
応槽の水中に含まれる担持体に付着すると、担持体の見
掛け上の比重が0.1〜0.2程度小さくなる。このよ
うに、担持体の見掛け上の比重が軽くなると、担持体の
沈降速度が遅くなる。担持体の沈降速度が、3cm/s
以下になると、担持体を重力によって分離させることが
できなくなるおそれがある。このような問題を防止する
ために、担持体の比重を大きくすると、担持体が生物反
応槽の底部に堆積してしまう。
配置して、その水中撹拌機によって、生物反応槽内の水
を、担持体とともに撹拌することを試みたところ、秒速
2m以上の流速域で、流れの剪断作用によって、つりが
ね虫は、付着しにくくなることが見出された。従って、
このような方法で、担持体に対する微小動物の付着は防
止することができる。しかし、生物反応槽のすみずみに
まで担持体を均一に撹拌することは困難であり、担持体
に担持された微生物による排水の処理効率が低下すると
いう問題がある。
であり、その目的は、微生物が担持された担持体に微小
動物が付着するおそれがなく、生物反応槽内に流入する
排水を効率よく処理することができる排水処理システム
を提供することにある。
ムは、原水の流入口と処理水の流出口とを有し、微生物
が担持された多数の担持体が、生物反応槽内に流入する
原水中に浮遊する間に、その担持体に担持された微生物
によって原水が処理される排水処理システムであって、
生物反応槽の底面に配置されており、生物反応槽内の水
を前記担持体とともに、生物反応槽の底面に沿って流動
させる水中撹拌機と、生物反応槽の底面に沿って流動す
る水が担持体とともに流入するように、生物反応槽内に
上下方向に沿って配置された上昇流路と、この上昇流路
内の水が担持体とともに上方に流動するように、上昇流
路内の水を曝気する曝気手段と、曝気手段にて曝気され
た水から担持体が重力分離されて、担持体が分離された
水が流入するように生物反応槽内に設けられた処理水水
路と、を具備することを特徴とする。
m程度、比重が1.03〜1.15程度である。
有機高分子材料によって含水ゲルに構成されており、微
生物が包括固定されている。
槽内の水に対して、5〜20容量%程度が収容されてい
る。
る。
当な間隔をあけて垂直状態に配置された隔壁と、生物反
応槽の側面とによって構成されている。
ら、上昇流路内に向かって原水を吐出する。
拌機が前記処理水水路の下方に配置されている。
された水が流入するように処理水水路が設けられてお
り、前記流出水路は、この処理水水路からオーバーフロ
ーする水が流入するようになっている。
て、上昇流路内の水を吸引して、圧縮エアーと混合して
周囲に吐出するようになっている。
面に基づいて詳細に説明する。
の形態の一例を示す概略横断面図である。この排水処理
システムでは、原水が流入する生物反応槽11内にて、
担持体に担持された微生物によって、原水が処理される
ようになっている。生物反応槽11は、幅寸法が10m
程度であるのに対して、その奥行き長さは100m程度
になっており、しかも、深さが10m程度の深層式にな
っている。生物反応槽11の底面11aは、一方の側面
11bから他方の側面11cにかけて、幅方向に沿って
順次深くなるように傾斜している。
流入管12が設けられている。原水流入管12は、生物
反応槽11における側面11cの外側に配管されてお
り、その側面11cの上下方向の中間部に連結された主
管12aと、この主管12aから分岐して生物反応槽1
1の底面11aに連結された枝管12bとを有してい
る。主管12aは、原水ポンプ12dによって、原水を
生物反応槽11に供給するようになっており、また、原
水ポンプ12dから主管12aに吐出される原水には、
曝気装置15の空気供給管15cによって、空気が混合
されるようになっている。主管12a内にて原水と混合
される空気は、微細な気泡となって生物反応槽11内に
噴出する。気泡は、微細であるために、水中での滞留時
間が長く、酸素の溶存効率が高められる。枝管12bに
は、原水ポンプ12eによって供給される原水が、開閉
弁12eを介して、生物反応槽11の底部に供給される
ようになっている。
れるアンモニア性窒素を亜硝酸または硝酸にまで酸化す
る硝化菌が微生物として担持された多数の微小な担持体
13が収容されている。担持体は、無機材料の粉末を含
有する有機高分子材料により、粒子径が0.5〜5.0
mm程度、比重が1.03〜1.15程度の含水ゲルで
構成されており、微生物が包括固定されている。担持体
13は、生物反応槽11にて処理される水に対して5〜
20容量%程度の割合で、生物反応槽11内の水中に混
合されている。微生物が担持された担持体13は、原水
流入管12から生物反応槽11内に流入した原水内に浮
遊して、担持体13によって担持された微生物によっ
て、その原水におけるアンモニア性窒素を酸化処理す
る。
拌機14が設けられている。この水中撹拌機14は、底
面11aの浅くなった側縁に近接して配置されており、
生物反応槽11内の水を上部から吸い込んで、斜め下方
に向かって周囲に吐出するようになっている。水中撹拌
機14から吐出される水は、生物反応槽11の底面11
aに沿って流動する。
深くなった側縁に連続する側面11cに沿った上昇流路
11eが形成されるように、長手方向に沿って隔壁11
dが設けられている。この隔壁11dの下端部は、底面
11aに対して適当な間隔があけられている。隔壁11
dは、側面11cの上下方向中程までは、その側面11
cとは一定の間隔があけられた垂直状態になっており、
隔壁11dの上部は、上側になるにつれて順次側面11
cから離れるように傾斜している。従って、上昇流路1
1eの上部は、上側になるにつれて順次広がった状態に
なっている。隔壁11dの上端は、生物反応槽11内に
収容される水の水位よりも、適当な距離だけ下方に位置
している。
面11cは、他方の側面11bよりも高くなっている。
また、この側面11cよりも低くなった他方の側面11
bの上部外面には、この側面11cからのオーバーフロ
ー水が流入する流出水路11fが設けられている。生物
反応槽11内からのオーバーフロー水は、この流出水路
11fを通って排水される。
けられた側面11bに近接して、分離壁26が設けられ
ている。この分離壁26は、側面11bとは適当な間隔
をあけて垂直に配置されており、その下端部は、生物反
応槽11の中程に位置している。分離壁26と側面11
bとの間には処理水水路25が形成されている。前記水
中撹拌機14は、この処理水水路25の下方に配置され
ている。
入した原水は、水中撹拌機14によって、担持体13と
ともに、生物反応槽11の底面11aに沿って流動し、
隔壁11dと底面11aとの間を通って上昇流路11e
内に流入して、曝気空気によって、その上昇流路11e
内を上昇する。上昇流路11e内を上昇した水は、担持
体13とともに、隔壁11dの上方を通過して、生物反
応槽11の上部に流動し、生物反応槽11内を循環流動
する。分離壁26と側面11bとの間の処理水水路25
では、担持体13の沈降速度よりも遅い上昇速度で 処
理水が上昇し、担持体13が水に対して重力分離されて
沈降する。
に流入した原水は、生物反応槽11内に収容された状態
になり、その原水内を多数の微小な担持体13が浮遊す
る。生物反応槽11内の原水は、担持体13とともに、
底面11aに設けられた水中撹拌機14によって、底面
11aに沿って流動し、原水流入管12の主管12aか
ら曝気空気とともに吐出される原水によって、上昇流路
11e内に流入されて上昇流路11e内を上昇する。こ
のとき、上昇流路11e内を担持体13とともに上昇す
る水は、原水内に吹き込まれた曝気空気によって曝気さ
れる。曝気された水は、担持体13とともに、上昇流路
11eから生物反応槽11の上部に流動し、生物反応槽
11内を循環する。
水は、その水中を浮遊する担持体13にて担持された微
生物である硝化菌によって、アンモニア性窒素が亜硝酸
または硝酸に酸化される。また、排水中を浮遊する活性
汚泥によって、生物要求酸素量(BOD)が低減され
る。特に、曝気装置15の各空気供給管15cによって
吹き込まれる曝気空気によって、生物反応槽11内の水
が曝気されるために、担持体13に担持された硝化菌お
よび活性汚泥が、好気条件下にて効率よく排水を処理す
る。
担持体13は、比重が1.03〜1.15と、水の比重
によりも若干大きくなっているために、処理水水路25
内には流入せずに、処理水から重力分離され、担持体1
3は、水中を沈降する。そして、沈降した担持体13
は、水中撹拌機14によって水とともに流動する。担持
体13が分離した処理水は、生物処理槽11における低
くなった側面11bをオーバーフローして、流出水路1
1f内に排出される。
置15によって、排水に対する空気供給量を自由に変更
することができるために、原水の水質および水量に応じ
た適正な曝気量に制御することができる。また、処理さ
れた水の酸素溶存量が多すぎることにより、後工程の沈
殿池において、溶解した酸素が気泡となって分離して、
懸濁固体の沈降が抑制されるようなおそれがない。
の形態の他の例を示す斜視図である。この排水処理シス
テムでは、微生物が担持された多数の担持体が収容され
ている生物反応槽11内には、各側面11bおよび11
cに沿って、上昇流路11eがそれぞれ形成されるよう
に、隔壁11dが、生物反応槽11の長手方向の全長に
わたって、それぞれ垂直に設けられている。各上昇流路
11eの上下方向中程には、曝気装置の散気管17が、
それぞれ長手方向に沿って水平に設けられている。各散
気管17には、各側方に水平に突出する複数の枝管部1
7aが、長手方向に等しい間隔をあけて設けられてお
り、各枝管部17aは、例えば、多孔性物質によって管
状に構成されており、その内部に圧縮空気が供給される
ことにより、上方に向かって曝気空気が放出されるよう
になっている。
壁11dの間には、それぞれが長手方向に沿って垂直に
配置された一対の分離壁11gが適当な間隔をあけて設
けられている。各分離壁26の下端は、生物反応槽11
の上下方向の中程に位置しており、各分離壁26の上端
面には、長手方向に沿った波形状の越流堰が形成されて
いる。各分離壁26の間には、担持体に担持された微生
物によって処理された処理水が上昇する処理水水路25
が形成されている。各分離壁26の上部における隔壁1
1d側には、流出水路11fが、長手方向に沿ってそれ
ぞれ設けられている。各流出水路11fは、各分離壁2
6をオーバーフローする処理水が流入するようになって
おり、各流出水路11f内に流入した処理水が、生物反
応槽11の外部に排出される。
部には、水中撹拌機14が設けられている。この水中撹
拌機14は、上部から吸引した水を、下部から周囲に吐
出するようになっている。
ない原水流入管から生物反応槽11内に原水が流入する
と、原水は、微生物が担持された担持体とともに、水中
撹拌機14によって撹拌されて、生物反応槽11内にお
ける各側部に設けられた上昇流路11e内に流入する。
各上昇流路11e内に流入した排水は、曝気装置の各散
気管17から上方に向かって放出される圧縮エアーによ
って、曝気されるとともに、上方に向かって流動され
る。曝気された排水は、担持体とともに、隔壁11eと
分離壁26との間に流動して、その部分にて担持体が重
力分離され、担持体が沈降する。担持体が沈降して分離
された水は、各分離壁26の間の処理水水路25内に流
入して、各分離壁26の上端面からそれぞれオーバーフ
ローし、流出水路11f内に排出される。
の形態のさらに他の例を示す横断面図である。この排水
処理システムでは、微生物が担持された担持体13が収
容された生物反応槽11の上部に、分離槽18が設けら
れている。この分離槽18は、上端面および下端面が開
放された四角筒状をしており、幅方向に沿って配置され
た各分離壁18aの上端面には、波形状の凹凸がそれぞ
れ設けられている。分離槽18における各分離壁18a
の上部外面には、水平な処理水路18bがそれぞれ設け
られており、各処理水路18bの各端部が、枝管部18
cをそれぞれ介して、生物反応槽11の上部を幅方向に
貫通する排水管19にそれぞれ連結されている。
部の下方である底面11aの中央部には、水中撹拌機1
4が設けられている。この水中撹拌機14は、上部から
吸引される水を、斜め下方に向かって周囲に吐出するよ
うになっている。また、上部の吸引口には、カバー30
が設けられており、水中撹拌機14が停止したときに、
生物反応槽11内を沈降する担持体が撹拌機内に流入し
て堆積することを防止している。これにより、水中撹拌
機14内に流入して堆積した担持体によって、運転開始
時に極端な負荷が水中撹拌機14のモーターに加わるこ
とが防止され、モーターが破壊されることが防止される
とともに、担持体が破損することも防止することができ
る。
は、上昇流路を構成するドラフト管22がそれぞれ垂直
に設けられている。各ドラフト管22は、下端面が生物
反応槽11の底面11aに対して適当な間隔をあけた状
態で配置されている。各ドラフト管22の上端面は、生
物反応槽11における上下方向中央部よりも若干上方に
位置している。
装置21がそれぞれ連結されている。各曝気撹拌装置2
1は、下方の水を吸引して、上部から斜め下方の周囲に
向かって吐出するようになっている。各曝気撹拌装置2
1には、生物反応槽11の上方から生物反応槽11内に
配管した空気供給管21aが連結されており、この空気
供給管21aによって供給される曝気空気が、曝気撹拌
装置21内に吸引された水内に混合される。
生物反応槽11内に流入した原水が、生物反応槽11の
底面11a中央部に設けられた水中撹拌機14によっ
て、微生物が担持された担持体とともに、生物反応槽1
1の底面11aに沿って、周囲に拡散される。担持体と
ともに周囲に拡散された排水は、生物反応槽11の所定
位置に配置された各ドラフト管22上の曝気撹拌装置2
1によって、各ドラフト22の下端面から、担持体とと
もに各ドラフト管22内に吸引されて、ドラフト管22
内の上昇流路を上昇し、曝気撹拌装置21にて、エアー
供給管21aから供給される圧縮エアーが混合されるこ
とによって曝気された状態で、斜め下方に向かって周囲
に吐出される。
環する間に、担持体に担持された微生物である硝化菌お
よび活性汚泥によって、排水中のアンモニア性窒素が亜
硝酸または硝酸に酸化処理されるとともに、BODが酸
化分解される。
れる担持体は、水の比重に対して若干大きい1.03〜
1.15の比重になっているために、分離槽18の下方
にて重力分離され、水中をゆっくりと沈降する。そし
て、沈降した担持体は、底面11aの中央部に配置され
た水中撹拌機14によって周囲に拡散され、前述したよ
うに、曝気撹拌装置21によって、ドラフト管22内の
上昇流路に吸引されて上昇し、曝気された状態で、分離
槽18の下方に循環される。
体に担持された微生物、および活性汚泥によって処理さ
れており、担持体が重力分離された状態で、分離槽18
内に流入して、分離槽18における各分離壁18aから
オーバーフローし、処理水路18bおよび枝管部18c
を通って排水管19内に排出される。
撹拌装置21によって、排水に対するエアー供給量を自
由に変更することができるために、処理された水の酸素
溶存量が多すぎることにより、後工程の沈殿池におい
て、溶解した酸素が気泡となって分離して懸濁固体の沈
降が抑制されるようなおそれがない。
固定された担持体を使用する構成であったが、微生物が
結合された担持体を使用するようにしてもよい。
に、微生物が担持された担持体によって、生物反応槽内
の排水を処理する際に、生物反応槽の底面に配置された
水中撹拌機によって、排水を担持体とともに底面に沿っ
て流動させて、上昇流路内に流入させて、上昇流路内に
て曝気するとともに上昇させた後に、重力分離によって
担持体を分離させるようになっているために、深槽式の
生物反応槽の全体にわたって担持体を撹拌することがで
き、微小動物が担持体に付着して、担持体が重力分離で
きなくなるようなおそれがない。また、担持体が生物反
応槽のコーナー部に堆積するようなおそれもなく、担持
体に担持された微生物によって、排水を長期にわたって
安定的に処理することができる。担持体と水との分離に
比重差を利用して、網面等のスクリーンを使用していな
いために、スクリーンの目詰まりの解消させる等の作業
が不要になり、維持管理が容易である。
を示す断面図である。
例を一部破断して示す斜視図である。
に他の例を示す要部の断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 原水の流入口と処理水の流出口とを有
し、微生物が担持された多数の担持体が、生物反応槽内
に流入する原水中に浮遊する間に、その担持体に担持さ
れた微生物によって原水が処理される排水処理システム
であって、 生物反応槽の底面に配置されており、生物反応槽内の水
を前記担持体とともに、生物反応槽の底面に沿って流動
させる水中撹拌機と、 生物反応槽の底面に沿って流動する水が担持体とともに
流入するように、生物反応槽内に上下方向に沿って配置
された上昇流路と、 この上昇流路内の水が担持体とともに上方に流動するよ
うに、上昇流路内の水を曝気する曝気手段と、 曝気手段にて曝気された水から担持体が重力分離され
て、担持体が分離された水が流入するように生物反応槽
内に設けられた処理水水路と、 を具備することを特徴とする排水処理システム。 - 【請求項2】 前記担持体は、粒子径が0.5〜5.0
mm程度、比重が1.03〜1.15程度である請求項
1に記載の排水処理システム。 - 【請求項3】 前記担持体は、無機材料の粉末を含有す
る有機高分子材料によって含水ゲルに構成されており、
微生物が包括固定されている請求項1に記載の排水処理
システム。 - 【請求項4】 前記担持体は、生物反応槽内に、生物反
応槽内の水に対して、5〜20容量%程度が収容されて
いる請求項1に記載の排水処理システム。 - 【請求項5】 前記生物反応槽の水深が7〜15mであ
る請求項1に記載の排水処理システム。 - 【請求項6】 前記上昇流路は、生物反応槽の底面とは
適当な間隔をあけて垂直状態に配置された隔壁と、生物
反応槽の側面とによって構成されている請求項1に記載
の排水処理システム。 - 【請求項7】 前記原水の流入口は、生物反応槽の側面
から、上昇流路内に向かって原水を吐出する請求項1に
記載の排水処理システム。 - 【請求項8】 前記生物反応槽の底面に配置された水中
撹拌機が前記処理水水路の下方に配置されている請求項
1に記載の排水処理システム。 - 【請求項9】 前記生物反応槽の内部には、担持体が分
離された水が流入するように処理水水路が設けられてお
り、前記流出水路は、この処理水水路からオーバーフロ
ーする水が流入するようになっている請求項1に記載の
排水処理システム。 - 【請求項10】 前記曝気手段は、前記上昇流路の上側
にて、上昇流路内の水を吸引して、圧縮エアーと混合し
て周囲に吐出するようになっている請求項1に記載の排
水処理システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10719397A JP3652473B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 排水処理システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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KR20190080367A (ko) * | 2017-12-28 | 2019-07-08 | 경희대학교 산학협력단 | 생물전기화학 바이오 에너지 생산시스템 |
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1997
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KR20190080367A (ko) * | 2017-12-28 | 2019-07-08 | 경희대학교 산학협력단 | 생물전기화학 바이오 에너지 생산시스템 |
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