KR100313222B1 - 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은 제조 및 설치공간의 확보에 따르는 어려움이 해소되고, 유량이나 농도부하의 변화에 대하여 적극적으로 대처할 수 있게 되며, 자동운전이 이루어지게 됨과 아울러, 저부하 운전조건하에서도 질소 및 인 등의 영양염류를 효과적 제거할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 실현시키기 위하여 본 발명에서는, 1차스크린조(20)에 의해 필터링된 원수가 채수되는 유량조정조(10)(12)로부터 원수펌핑수단에 의해 원수를 펌핑하여혐기조(14)로 공급시기고, 이러한 혐기조(14)에서 원수가 교반수단으로 교반되면서혐기상태하에서 탈질화되고 인이 방출된 미생물을 함유하게 된 원수틀 막분리여과조(16)로 유통시켜 이러한 막분리여과조(16)에서 미생물 활성화 및 중공사막으로 구성된 막유니트(42)에 의한 고액분리가 이루어지고, 상기 막유니트(42)로 연결된취수관(44)을 통해 흡인여과펌프(48)에 의한 처리수 흡인이 이루어지고, 방류수조 및 배수관(50)을 통하여 처리수를 배출시키는 구조로 구성되고, 상기 유량조정조(10)(12) 및 각 부분의 작용상태를 검출하고 구동상태를 제어하며 표시하는 제어부(70)가 더욱 포함되는 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치가 제공된다.
Description
본 발명은 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치 및 방법에관한 것으로, 보다 상세하게는 침지형 막분리공정의 물리적처리와 활성슬러지공정의 생물학적처리가 혼합되어 이루이지는 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치 및 방법에 관한 것이다.
각종 오, 폐수를 정화처리하는 방법에는 스크리닝, 침강 및, 침전, 부상, 여과 등과 같은 방법을 이용하는 물리적 처리방법과, 중화, 산화환원, 응집, 흡착 및흡수 등과 같은 방법을 이용하는 화학적 처리방법, 그리고 미생물의 배양에 따라 정화처리가 이루어지도록 하는 생물학적 처리방법 등이 있다.
특히, 생물학적 처리방법은 호기성 또는 혐기성을 갖는 미생물을 이용하여오, 폐수에 함유된 오염물질을 폭기조에서 오니(汚泥)로 만들고, 이러한 오니를 최종 정화단계에서 중력에 의한 침전으로 고액분리하여 상등수만 정화수로 얻을 수 있도록 하고 있다.
오니의 침강상태는 수질에 지대한 영향을 미치게 되기 때문에 수질관리를 위하여 오니의 농도를 수시로 측정하여 관리하고, 폭기조 내의 용존산소농도를 수시로 측정관리하여야 하며, 정화처리 과정중의 수질을 자주 검사하여야 한다.
이에 따라서, 정화처리 과정이 복잡하게 되고 까다롭게 될뿐 아니라, 정화처리에 걸리는 시간이 길어지고, 미세입자까지도 완벽하게 침전되는 것을 기대할 수없게 되며, 장치의 부피가 커서 제조 및 설치를 위한 공간의 확보가 곤란하다는 등의 단점이 있었다.
이와 같은 종래의기술의 단점을 해결하기 위하이 본 출원인은 "접촉산화와 침지형 중공사정밀여과유닛에 의한 오수의 재이용 및 고농도 유기성폐수의 정화장치와 그 방법"을 1998년 특허출원 제 30199 호로 대한민국 특허청에 출윈한 바 있다.
이러한 본 출윈인에 의한 "접촉산화와 침지형 중공사정밀여과유닛에 의한 오수의 재이용 및 고농도 유기성폐수의 정화장치와 그 방법"은 침지형 막분리 공정에 추가하여 여재의 표면에 미생물막을 형성시켜 그 미생물과 오폐수를 접촉시킴으로써 각종 오, 폐수 중의 오염물질을 생물화학적으로 산화 분해시키는 일종의 생물학적 접촉폭기방법과 그에 따르는 장치이다.
그러나, 이러한 본 출원인에 의한 장치 및 방법에서는 저부하운전조건에서 질소 및 인 등의 영양염류를 제거하는데 한계가 있게 되는 등의 단점이 대두되어 이를 보완하고자 본 발명이 발명되었다.
즉, 본 발명은 본 출윈인에 의한 "접촉산화와 침지형 중공사정밀여과유닛에의한 오수의 재이용 및 고농도 유기성폐수의 정화장치와 그 방법(대한민국 1998년특허출원 제 30199 호)"을 보완하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 정화처리 과정이 쉽고 간단하게 짧은 시간내에 이루어지게 되고, 소형화로 제조 및 설치공간의 확보에 따르는 어려움을 해소할 수 있게 되며, 또 유량이나 농도부하의변화에 대하여 적극적으로 대처할 수 있게 된 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치 및 방법을 제공하려는데 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 목적은 관리가 용이한 자동운전이 이루어지게되고, 저부하 운전조건하에서도 질소 및 인 등의 앵양염류를 효과적으로 제거할 수있도록 하기 위한 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치 및 방법을제공하려는데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치 구성을 나타내기 위한 개략적인 정단면도.
도 2는 본 발명에 의한 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치 구성을 나타내기 위한 개략적인 평면도.
도 3과 도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치에 적용된 막분리여과조의 구성을 나타내기 위한 부분도.
도 6은 본 발명의 처리공정에 대한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10, 12 : 유량조정조 14 : 혐기조
16 : 막분리여과조 18 : 원수유입관
20 : 1차스크린조 26 : 원수이송펌프
30 : 2차스크린조 28 : 원수공급관
32 : 미세목스크린 34 : 교반기 모터
36 : 회전축 38 : 교반날개
40 : 여과엘리먼트 42 : 막유니트
44 : 취수관 46 : 방류수조
48 : 흡인여과펌프 50 : 가이드레일
52 : 에어펌프 54 : 헤드파이프
56,58,60, : 분기파이프 62,64,66 : 산기관
70 : 제어부 72 : 콘트롤러
74,76,78 : 수위센서 80 : 디스플레이
S1 : 제1단계 S2 : 제2단계
S3 : 제3단계 S4 : 제4단계
S5 : 제5단계 S6 : 제6단계
S7 : 제7단계
이를 실현시키기 위한 본 발명은 1차스크린조에 의헤 필터링된 원수가 채수되머 대향측으로 이격된 한 쌍의 조로 구성되고 그 하부가 파이프로 연결된 유량조정조와, 이러한 유량조정조 일측의 것으로부터 원수펌핑수단에 의해 원수가 공급되어 교반수단에 의해 교반되면서 함유된 미생물이 혐기상태하에서 탈질화되고 인이방출되는 혐기조와, 상기 혐기조에서 상부 구멍으로부터 배출되는 원수가 채워져 함유된 미생물의 활성화 및 중공사막으로 구성된 막유니트에 의한 고액분리가 이루어지고 침전 슬러지를 포함하는 원수를 반송수단에 의해 상기 혐기조로 반송시키는막분리여과조와, 상기 막유니트와 취수관을 갖도록 타측의 유량조정조 상부로 내장된 방류수조를 연결하는 취수관상에 설치되어 막유니트로부터 배출되는 처리수를 방류수조 및 취수관을 통해 배출시기는 흡인여과펌프와, 상기 유량조정조와 막분리여과조에 공기의 공급이 이루어지도록 하는 폭기수단과, 상기 유량조정조와 막분리여과조의 수위상태를 검출하고 이러한 검출값에 따라 원수펌핑수단과 교반수단 및흡입여과펌프, 그리고 폭기수단의 구동상태를 제어하며 제어되는 상태가 표시되는제어부로 구성되는 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치를 제공한다.
상기한 원수펌핑수단은 유량조정조의 저면 부위에 침지 상태로 장착되고, 제어부와 전기적으로 연결된 원수이송펌프와 상기 혐기조를 원수공급관으로 연결시키는 구조로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기한 교반수단은 혐기조의 상측으로 장착되어 상기 제어부와 전기적으로 연결된 교반기 모터의 회전축을 길게 연장하여 혐기조의 저부에 회전 가능하게 고정시키고, 이러한 회전축에 다수의 교반날개를 장착시킨 구조로 이루어짐을 특정으로 한다.
상기한 폭기수단은 상기 양측 유량조정조와 막분리여과조 상측으로 관통되어 횡방향으로 길게 배치되는 헤드파이프에 에어펌프가 연결되고, 양측의 유량조정조와 막분리여과조의 저부로 각각 드리워지는 다수의 분기파이프가 상기 헤드파이프에 다수개소에서 연장되며, 이러한 다수의 분기파이프 단부에 디스크형 산기관이 각각 장착된 구조로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 원수펌핑수단에 의해 유랑조정조로부터 유입되는 원수가 유수분리되도록 유입측의 상기 유량조정조의 혐기조를 격리 형성하는 벽체 내면의 중간부의 상측으로 '⊃'자 형상의 격벽이 부착되고, 이와 대향하는 위치로 '⊂'자형상의 다른 격벽이 부착됨을 특징으로 하는 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치를 제공한다.
또, 상기한 제어부는 원수 유입측의 유량조정조의 수위를 하이레벨상태, 로우레벨상태, 바닥상태로 검출할 수 있는 다수의 유량조정조 수위센서와, 막분리여과조의 수위를 하이레벨상태, 로우레벨상태, 바닥상태로 검출할 수 있는 다수의 막분리여과조 수위센서와, 상기한 다수의 각 수위센서들이 전기적으로 연결된 콘트롤러와, 상기 곤트롤러에 전기적으로 연결되어 콘트롤러로부터의 출력값에 의해 제어상태가 표시되는 디스플레이로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본발명은 오, 폐수인 원수가 유량조정조로 유입되어 채워지면서 1차적으로 여과되는 제1단계; 상기 원수 유입측 유량조정조의 수위 상태와 막분리여과조의 수위 상태가 바닥 상태인지를 판단하는 제2단계; 상기 제2단계에서 유량조정조의 수위 상태가 바닥상태가 아닐 경우로 판단되었을 때 실행되어 폭기수단을 구동시키는 제3단계; 상기 제3단계의 실행후 유량조정조의 수위 상태가 하이레벨상태인지를 판단하여 하이레벨상태일 경우 다음단계로 진행되고, 하이레벨상태가 아닐 경우 초기실행되는 제4단계; 상기 제4단계의 실행 후 막분리여과조의 수위상태가 하이레벨상태인지 아닌지를 판단하는 제5단계; 상기 제5단계의 실행후 하이레벨상태가 아닌 경우 원수펌핑수단을 구동시키는 제6단계; 상기 제5단계의 실행 후 하이레벨상태인 경우 흡인여과펌프를 구동시켜 혐기조로부터 넘쳐 상기 막분리여과조로 유입된 원수를 막유니트에 의한 고액분리에 따라 처리수가 흡인 배출되도록 한후 초기단계로 리턴실행되는 제7단계로 아루어지는 고도처리용 침지형막분리공정을 이용한 합병정화처리방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 발병의 일 실시예는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 원통형 탱크형상의것에 다수의 격벽(2)(4)(6)으로 구획 분리되도록 형성되는 양측의 유량조정조(10)(12)와 혐기조(14) 및 막분리여과조(16)로 구성된 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치에 관련된다.
원수 유입측의 상기 유량조정조(10) 내측상부로는 원수유입(18)을 통해 유입되는 원수를 1차로 필터링할 수 있도록 1차스크린조(20)와, 다수개의 망스크린(22)이 구성되어 있다.
상기 유량조정조(10)(12)는 최단부위로 배치되고 그 저부가 파이프(24)로 연결되이 있으며, 이중의 일측 유량조정조(10)로부터 원수펌핑수단에 의해 원수를 흡입하여 혐기조(14)로 배출시키도록 되어 있다.
상기한 원수펌핑수단은 유량조정조(10)의 저면 부위에 침지 상태로 장착된원수이송펌프(26)와 상기 혐기조(14)를 원수공급관(28)으로 연결시키는 구조로 이루어져 있다.
또, 상기 혐기조(14)에서는 원수펌핑수단에 의해 유량조정조(10)로부터 공급된 원수가 교반수단으로 교반되면서 혐기상태하에서 탈질화되고, 인이 방출된 미생물을 함유하게 되는 원수가 2차스크린조(30)의 미세목스크린(32)을 통한 여과상태로 배출된다.
상기 교반수단은 혐기조(14)의 상측으로 장착된 교반기 모터(34)의 회전축(36)을 길게 연장하여 혐기조(14)의 저부에 회전 가능하게 고정시켜 혐기조(14)내부 중앙부위에서 교반기 모터(34)의 구동에 따라 회전되도록 하고, 이러한 회전축(36)에는 다수의 교반날개(38)가 장착된 구조로 이루어짐으로써, 교반날개(38)의 회전작용에 따라 혐기조(14) 내의 원수가 잘 섞여 혼합되도록 하고 있다.
즉, 이러한 교반수단이 내장된 혐기조(14) 내에서는 공기가 공급되지 않아 탈질화 작용이 이루어지게 되고, 미생물들은 인성분을 방출시키게 된다.
또, 상기 막분리여과조(16)는, 중공사막으로 이루어진 여과 엘리먼트(40)가일체형 결합체로 형성된 막유니트(42)로 구비되고, 상기 막유니트(42)의 중공사막이 취수관(44)에 의해 방류수조(46)로 연결되어 있다.
또, 상기 취수관(44) 상으로는 흡인여과펌프(48)가 설치되어 있어 이에 의한처리수의 흡인 배출이 이루어지게 되어 있으며, 상기 막유니트(42)는 그 외곽 모서리부분에 배치되는 다수개의 가이드레일(50)에 의해 구속되는 형상으로 형성되어있다.
상기 다수의 가이드레일(50)은 도 3과 도 4 및 도 5에서와 같이 상기 막유니트(42)의 외곽 모서리 부분으로 직립되도록 배치되어 막분리여과조(16)의 일측으로설치되어 막유니트(42)가 상하로 승강되는 상태하에서 침지되도록 하고 있다.
또한, 상기 유량조정조(10)(12)와 막분리여과조(16)에서는 도 1 및 도 2에서와 같이 폭기수단에 의해 폭기작용이 이루어지게 되어 있는데, 이러한 폭기수단은상기 에어펌프(52)로부터 펌핑 공급되는 공기를 헤드파이프(54)를 통하여 다수 분기파이프(56)(58)(60)로 분기시킨 다음 분기파이프(56)(58)(60)의 각 산기관(62)(64)(66)으로부터 배출시기는 구조로 구성되어 있다.
또한, 제어부(70)는 각 부분의 작동상태를 검출하여 콘트롤러(72)에 입력시키고 콘트롤러(72)에서의 제어값에 따라 상기 각 부분의 작용을 제어하며 제어상태를 디스플레이(80)에 표시하는 구조로 이루어진 제어부(70)가 구성되어 있다.
한편, 상기한 바와 같은 원수 유입측의 상기 유량조정조(10)와 혐기조(14)를격리 형성하는 벽체(2)내면의 중간부위 상측으로 '⊃'자 형상의 격벽(82)이 부착되어 있다.
또, 2차스크린조(30)가 설치된 벽체(4)의 중간부위 상측에 상기 혐기조(14)내부로 '⊂'자 형상의 격벽(84)이 연장되어 있고, 이에 따라 원수펌핑수단에 의해유량조정조(10)로부터 유입되는 원수가 유수분리되도록 함과 아울러, 반송수단에의해 상기 막분리여과조(16)로부터 반송되는 슬러지 함유 원수가 유수분리 상태로 재순환될 수 있게 하고 있다.
또, 상기 제어부(70)는 원수 유입측의 유량조정조(10)와 막분리여과조(16)에설치되는 다수의 수위센서(74)(76)(78)를 콘트롤러(72)에 전기적으로 연결시키고,이러한 콘트롤러(72)에 디스플레이(80) 및 상기한 다수의 펌프(48)(26)(86)들을 전기적으로 연결시킨 구조로 구성되어 있다.
또, 상기 반송수단은 또 다른 펌프(86)가 막분리여과조(16)의 내부 타측에 저부 침지상태로 장착되고, 이러한 펌프(86)로부터 상기 혐기조(14)의 격벽(82)으로 파이프(88)를 연결시킨 구조로 되어 있다.
또, 도 6에서와 같이 본 발명에 의한 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화처리방법은, 제1단계(S1)에서 오, 폐수인 원수가 유량조정조로 유입되어 채워지면서 1차적으로 여과되도록 하고, 제2단계(S2)를 실행하게 되어 있다.
상기 제2단계(S2)에서는 상기 원수 유입측 유량조정조(10)의 수위 상태가 바닥 상태인지를 판단하여 원수 유입측 유량조정조(10)의 수위 상태가 바닥 상태일때 초기단계로 리턴 실행되고, 원수 유입측 유량조정조(10)의 수위 상태가 바닥 상태가 아닐 경우에 다음 제3단계(S3)로 진행된다.
상기 제3단계(S3)에서는 폭기수단이 구동되어 유량조정조(10)에 공기의 공급이 이루어지게 되며, 이러한 제3단계(S3)의 실행 후 진행되는 제4단계(S4)에서는 유량조정조(10)의 수위 상태가 하이레벨상태인지를 다시 판단하게 된다.
이와 같은 제4단계(S4)에서 유량조정조(10)의 수위 상태가 하이레벨상대로 판단되면 다음 제5단계(S5)를 실행하게 되고, 하이레벨상태가 아닐 경우 초기단계로 리턴실행된다.
제5단계(S5)에서는 막분리여과조(16)의 수위상태가 하이레벨상태인지 아닌지를 판단한다.
제6단계(S6)에서는 상기 제5단계(S5)의 실행 후 하이레벨상태가 아닌 것으로판단되었을 경우 원수펌핑수단을 구동시켜 유량조정조(10)로부터 원수가 막분리여과조(16)로 펌핑 공급되도록 한다.
상기, 제5단계의 실행 후 하이레벨상태인 경우 흡인여과펌프(48)를 구동시켜혐기조(14)로부터 넘쳐 상기 막분리여과조(16)로 유입된 원수를 막유니트(42)에 의한 고액분리에 따라 처리수가 흡인 배출되도록 한 후 초기단계로 리턴실행되는 제7단계(S7)가 실행된다.
상기 본 발명은 정화처리 과정이 쉽고 간단하게 짧은 시간내에 이루어지게 되고, 소형화로 제조 및 설치공간의 확보에 따르는 어려움을 해소할 수 있게 되며,또 유량이나 농도부하의 변화에 대하여 적극적으로, 대처할 수 있게 될 뿐 아니라,관리가 용이한 자동운전이 이루어지게 되고, 저부하 운전조건하에서도 질소 및 인등외 영양염류를 효과적으로 제거할 수 있게 된다는 이점이 있다.
Claims (5)
- 일측에 1차스크린조(20)가 구성되고 대향측으로 이격된 한 쌍의 조로 구성되며 그 하부가 파이프(24)로 연결된 유량조정조(10)(12)와,상기, 유량조정조(10)의 일측방에 구성되고 상측으로 장착되어 제어부(70)와 전기적으로 연결된 교반기 모터(34)의 회전축(36)을 길게 연장하여 저부에 회전 가능하게 고정시키고, 상기 회전축(36)에 다수의 교반날개(38)를 내장 설치한 혐기조(14)와,상기, 혐기조(14)와 타측 유량조정조(12) 사이에 구성되고 내측부에 막유니트(42)가 내장 구성되며 내부 일측 상부에 2차스크린조(30)가 설치되고 내측 저부에 침지상태로 펌프(86)가 장착되고 이 펌프(86)로부터 상기 혐기조(14)로 파이프(88)를 연결시켜 구성된 막분리여과조(16)와,상기, 타측의 유량조정조(12) 일측 상부에 방류수조(46)를 구성하고 이와 상기 막분리여과조(16)의 막유니트(42)간에 취수관(44)을 연결하고 이에 연결 설치된 흡인여과펌프(48)와,상기, 양측의 유량조정조(10)(12)와 막분리여과조(16)에 공기의 공급이 이루어지도록 하는 폭기수단으로서, 상기 양측 유량조정조(10)(12)와 막분여과조(16) 상측으로 관통되어 횡방향으로 길게 배치되는 헤드파이프(54)에 에어펌프(52)가 연결되고, 상기 양측의 유량조정조(1)(12)와 막분리여과조(42)의 저부로 각각 드리워지는 다수의 분기파이프(56)(58)(60)가 상기 헤드파이프(54)에 다수개소에서 연결되며, 상기 다수의 분기파이프(56)(58)(60) 단부에 디스크형 산기관(62)(64)(66)을 각각 장착 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치.
- 제1항에 있어서, 일측 유량조정조(10)의 저면 부위에 침지 상태로 장착되고, 제어부(70)와 전기적으로 연결된 원수이송펌프(26)와, 상기 원수이송펌프(26)로부터 상기 혐기조(14)로 연결한 원수공급관(28)으로 구성된 것을 특징으로 하는 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치.
- 제 1항에 있어서, 양측의 유량조정조(10)(12)와 막분리여과조(16)의 수위상태를 검출하고 이러한 검출값에 따라 원수이송펌프(26)와 펌프(86), 교반기 모터(34), 흡인여과펌프(48) 및 에어펌프(52)를 전기적으로 연결하여 구동상태를 제어하며 제어되는 상태가 표시되는 제어부(70)로 구성된 것을 특징으로 하는 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치.
- 제 1항에 있어서, 혐기조(14)의 양측 벽체(2)(4) 중간부위 상측으로 서로 대향하는 '⊃'자 형상의 격벽(82)과 '⊂'자 형상의 격벽(84)을 부착 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화장치.
- 오,폐수인 원수가 유량조정조로 유입되어 채어지면서 1차적으로 여과되는제1단계(S1);상기, 원수 유입측 유량조정조의 수위 상태가 바닥 상태인지를 판단하는 제2단계(S2);상기, 제2단계에서 유량조정조의 수위 상태가 바닥상태가 아닐 경우로 판단되었을 때 실행되어 폭기수단을 구동시키는 제3단계(S3);상기, 제3단계의 실행 후 유량조정조의 수위 상태가 하이레벨상태인지를 판단하여 하이레벨상태가 아닐 경우 초기실행되는 제4단계(S4);상기, 제4단계의 실행 후 막분리여과조의 수위상태가 하이레벨상태인지 아닌지를 판단하는 제5단계(S5);상기, 제5단계의 실행 후 하이레벨상태가 아닌 경우 원수펌핑수단을 구동시키는 제6단계(S6);상기, 제5단계의 실행 후 하이레벨상태인 경우 흡인여과펌프를 구동시켜 혐기조로부터 넘쳐 상기 막분리여과조로 유입된 원수를 막유니트에 의한 고액분리에 따라 처리수가 흡인 배출되도록 한 후 초기단계로 리턴실행되는 제7단계(S7)로 이루어지는 고도처리용 침지형 막분리공정을 이용한 합병정화처리방법.
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