CH683519A5 - Waste conversion to a fertiliser, e.g. from agricultural waste and/or sludge - forming wet mixt with biological additive for extrusion into a dry fertiliser material - Google Patents

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CH683519A5 CH1289/91A CH128991A CH683519A5 CH 683519 A5 CH683519 A5 CH 683519A5 CH 1289/91 A CH1289/91 A CH 1289/91A CH 128991 A CH128991 A CH 128991A CH 683519 A5 CH683519 A5 CH 683519A5
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Abstract

Waste is formed into a sludge or slurry together with biological additives, to form a wet mixt. On extrusion, mixt. is heated and converted into a material which is generally homogenous at least, and at least partially dry. Also claimed is an extruder assembly, connected to a material feed and mixer to process the components into a finished product. USE/ADVANTAGE - Method is for processing loose material of liquid biological residue, sludge and/or agricultural waste and/or waste from animal husbandry, into a fertiliser. Technique gives a fertiliser material free of toxic matter, which can be used simply by scattering to fertilise soil.

Description

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CH 683 519 A5 CH 683 519 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wachstumfördernden Schütt- oder Mahlgutes aus verflüssigten biologischen Rückständen gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a method for producing a growth-promoting bulk or regrind from liquefied biological residues according to the preamble of claim 1.

In der Landwirtschaft, vornehmlich in der Tierhaltung, Tierzucht und Schlächtereien fallen grosse Mengen an flüssigen, halbflüssigen und teilweise festen Rückständen an, die bspw. als landwirtschaftliche Gülle mit hohem Anteil an tierischen Exkrementen aufbereitet, oder als solche behandelt werden. Bislang wurde die Gülle grösstenteils auf Äckern und Wiesen verteilt, in der Meinung, dass durch sie das Wachstum der Pflanzen gefördert werde. In agriculture, especially in animal husbandry, animal breeding and slaughterhouses, large quantities of liquid, semi-liquid and sometimes solid residues are produced, which are processed, for example, as agricultural manure with a high proportion of animal excrement, or treated as such. So far, the manure has been largely distributed over fields and meadows, in the opinion that it promotes the growth of the plants.

Aufgrund von Erkenntnissen weiss man aber, dass Gülle im Rohzustand Schadstoffanteile aufweist, die nur durch eine gezielte Behandlung eliminierbar sind. Die grosse Menge der ausgetragenen Gülle kann andererseits von den landwirtschaftlichen Böden nicht aufgenommen werden, so dass grosse Überschussmengen - zum Teil auch mit dem Regenwasser - in die Kanalisation fliessen bzw. geschwemmt werden und/oder ins Grundwasser versickern. Based on knowledge, however, it is known that raw manure has pollutant components that can only be eliminated by targeted treatment. On the other hand, the large amount of liquid manure that is discharged cannot be absorbed by the agricultural soils, so that large excess amounts - partly also with rainwater - flow into the sewage system or are washed away and / or seep into the groundwater.

Eine auf die zur Verfügung stehenden Flächen mögliche Verteilung der erzeugten gülleartigen Rückstände erweist sich aufgrund zu hoher Trans-port- und Ausbringkosten als unwirtschaftlich oder ist wegen gesetzlicher Vorschriften beschränkt zulässig. A possible distribution of the manure-like residues generated over the available areas proves to be uneconomical due to the high transport and spreading costs or is restricted due to legal regulations.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von wachstumförderndem Schütt- oder Mahlgut aus biologischen Rückständen zu schaffen, das von Schadstoffen befreit ist und sich unter günstigen wirtschaftlichen Voraussetzungen verteilen und zur Bildung fruchtbarer Böden einsetzen lässt. The present invention is therefore based on the object of providing a method for producing growth-promoting bulk or regrind from biological residues which is free of pollutants and can be distributed under favorable economic conditions and used to form fertile soils.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Rückstände unter Zuführung biologischer Zusatzstoffe zu einem schlämm- oder breiartigen, resp. feuchten Gemisch aufbereitet und durch anschliessendes Extrudieren, bei dem das Gemisch erhitzt wird, in ein wenigstens annähernd homogenes und mindestens annähernd trockenes Produkt umgewandelt werden. Als Gemisch kann auch ein Gemenge gemeint sein, die beide in stoffliche Komponenten trennbar unter den Begriff der Mischung fallen. According to the invention this object is achieved in that the residues with the addition of biological additives to a sludge-like or mush-like, respectively. processed moist mixture and by subsequent extrusion, in which the mixture is heated, converted into an at least approximately homogeneous and at least approximately dry product. A mixture can also be taken to mean a mixture, both of which are separable into material components under the term mixture.

Als Zusatzstoffe eignen sich insbesondere pflanzliche Produkte aus der Landwirtschaft, bspw. Stroh, Häckselgut, oder Sägemehl, Holzspäne oder andere natürliche Abfallstoffe aus der Industrie oder aus Haushaltungen und der Gastronomie sowie Altpapier. Vegetable products from agriculture, for example straw, chopped material, or sawdust, wood chips or other natural waste materials from industry or from households and gastronomy, as well as waste paper, are particularly suitable as additives.

Das Umwandeln eines vorgesehenen Gemenges oder Gemisches in ein homogenes Endprodukt erfolgt durch Extrudieren, bei dem ein hoher Druck, hohe Reibung durch Scherkräfte und eine hohe Temperatur vorgesehen sind. The conversion of an intended mixture or mixture into a homogeneous end product takes place by extrusion, in which a high pressure, high friction due to shear forces and a high temperature are provided.

Der Trocknungsgrad kann durch die Extrudierzeit und/oder den mengenmässigen Anteil der Zusatzstoffe, die in fester, zähflüssiger oder wenigstens annähernd trockener Konsistenz vorkommen, bestimmt werden. Ein schlammartiges Gemenge bzw. Gemisch weist einen feinen Feststoffanteil auf, wogegen ein breiartiger Zustand gröbere Feststoffteile besitzt. The degree of dryness can be determined by the extrusion time and / or the quantitative proportion of the additives, which occur in a solid, viscous or at least approximately dry consistency. A sludge-like mixture or mixture has a fine solid content, whereas a mush-like state has coarser solid parts.

Zur Beschleunigung dés Extrudiervorganges, bei dem die Schadstoffe in dem Gemisch abgebaut und die Trocknung letzterens bewerkstelligt wird, kann ein reaktionsbeschleunigendes Mittel (Katalisator), das biologisch aufgebaut und im Prozess wieder abbaubar ist, dem Gemisch zugesetzt werden. Zur Intensivierung des Verfahrens kann der Extrudiervorgang wenigstens ein weiteres Mal durchgeführt werden. To accelerate the extrusion process, in which the pollutants in the mixture are broken down and the drying is accomplished in the latter, a reaction-accelerating agent (catalyst), which is biologically built up and can be broken down again in the process, can be added to the mixture. To intensify the process, the extrusion process can be carried out at least one more time.

Um den Anteil der Rückstände an dem Endprodukt zu erhöhen, kann das Gemisch nach einem Extrudiervorgang wiederholt mit flüssigen Rückständen gemischt und anschliessend extrudiert werden. Zweckmässigerweise und zur Bildung einer homogenen Mischmasse, sind die Zusatzstoffe vor dem Zuführen zu zerkleinern, bspw. durch Mahlen, Häckseln oder dgl. In order to increase the proportion of residues in the end product, the mixture can be repeatedly mixed with liquid residues after an extrusion process and then extruded. Appropriately and to form a homogeneous mixed mass, the additives are to be comminuted before being fed in, for example by grinding, chopping or the like.

Die durch das Extrudieren - bei dem hohe Drük-ke, Reib- und Scherkräfte entstehen - erzeugte Wärme, kann vorzugsweise dem Gemenge bzw. Gemisch aus flüssigen Rückständen und Zusatzstoffen, oder letzteren als Komponenten vorkommend, zugeführt werden, so dass die Reaktionszeit in der Extrudiereinrichtung verkürzt werden kann. The heat generated by the extrusion - at which high pressures, friction and shear forces arise - can preferably be added to the mixture or mixture of liquid residues and additives, or the latter occurring as components, so that the reaction time in the extrusion device can be shortened.

Alternativ kann die durch das Extrudieren erzeugte Wärme als Heizenergie für eine Trocknungseinrichtung oder auch ausserhalb der Anlage eingesetzt werden. Alternatively, the heat generated by the extrusion can be used as heating energy for a drying device or outside the system.

Als einfache Anlage zur Durchführung des Verfahrens eignet sich eine für die Aufgabe der flüssigen Rückstände und die Zusatzstoffe vorgesehene Vorrichtung, die mit einer Mischeinrichtung leitungs-verbunden ist, an die eine Extrudiereinrichtung an-schliesst. Dieses Anlagenprinzip erfordert keinen grossen Raumbedarf, belastet die Umwelt kaum spürbar und bietet eine kostengünstige Entsorgung mit einer fruchtbaren Wiederverwertung von bisher als Abfälle behandelten Stoffen. Vorteilhafterweise ist die Mischeinrichtung durch ein Förderorgan mit der Extrudiereinrichtung verbunden, wozu sich bspw. Förderschnecken, Förderbänder oder andere bekannte mechanische Einrichtungen eignen. A device for carrying out the liquid residues and the additives, which is line-connected to a mixing device to which an extrusion device connects, is suitable as a simple system for carrying out the method. This system principle does not require a large amount of space, hardly noticeably pollutes the environment and offers cost-effective disposal with fruitful recycling of substances previously treated as waste. The mixing device is advantageously connected to the extrusion device by a conveyor element, for which purpose, for example, screw conveyors, conveyor belts or other known mechanical devices are suitable.

Als günstig erweist sich eine Anordnungsweise, bei der die Mischeinrichtung über der Extrudiereinrichtung vorgesehen ist, wodurch kurze Förderwege erzielbar sind. An arrangement in which the mixing device is provided above the extrusion device has proven to be advantageous, as a result of which short conveying paths can be achieved.

Durch eine der Extrudiereinrichtung vorgeschaltete Dosiervorrichtung kann vorteilhaft ein kontinuierlicher Betriebsablauf und eine wirtschaftliche Verarbeitung erreicht werden. A metering device connected upstream of the extrusion device can advantageously achieve a continuous operating sequence and economical processing.

Durch den Einsatz einer Trocknungseinrichtung im mittelbaren oder unmittelbaren Anschluss an die Extrudiereinrichtung, kann die Durchsatzleistung einer Anlage verbessert werden. Through the use of a drying device in the direct or indirect connection to the extrusion device, the throughput of a system can be improved.

Eine solche Anlage könnte übrigens auch fahrbar bzw. transportabel ausgebildet sein. Such a system could also be designed to be mobile or transportable.

Nachstehend sind das erfindungsgemässe Verfahren und die Anlage beispielhaft näher erläutert. The method according to the invention and the system are explained in more detail below by way of example.

Die weltweit anfallenden grossen Mengen biologischer Abfälle in flüssiger wie auch in fester Form, aus landwirtschaftlichen, lebensmittelproduzierenden The worldwide large amounts of biological waste in liquid as well as solid form from agricultural, food producing

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oder -verarbeitenden Betrieben, Unternehmen der Holz- und Papierindustrie können durch das vorliegende Verfahren mit geringerem Aufwand als bisher entsorgt werden. or processing companies, companies in the wood and paper industry can be disposed of using the present method with less effort than before.

Alle aus natürlichen Produkten vorkommenden biologischen Rückstände können damit in geeigneter Form wieder zur Natur zurückgeführt werden. Die Herstellung eines wachstumsfördernden Schüttoder Mahlgutes aus verflüssigten biologischen Rückständen, vornehmlich Klärschlamm und Ausscheidungen aus Landwirtschaft und/oder Tierhaltung bzw. Tierschlachtung, wird unter Zuführung biologischer Zusatzstoffe wie bspw. Stroh, tierische oder menschliche Exkremente, pflanzliche Produkte, Holz- oder Papierabfälle zu einem schlamm-oder breiartigen, vornehmlich feuchten Gemisch aufbereitet. Dabei ist es möglich, dass die Zusatzstoffe vorerst einer Zerkleinerung ausgesetzt werden, um den Misch- und/oder Extrudiervorgang begünstigen zu können. All biological residues from natural products can be returned to nature in a suitable form. The production of growth-promoting bulk or regrind from liquefied biological residues, primarily sewage sludge and excretions from agriculture and / or animal husbandry or animal slaughter, becomes sludge with the addition of biological additives such as straw, animal or human excrement, vegetable products, wood or paper waste -or porridge-like, primarily moist mixture processed. It is possible that the additives are initially subjected to comminution in order to promote the mixing and / or extrusion process.

Selbstverständlich könnte auch während dem Mischvorgang eine Zerkleinerung der festen Zusatzstoffe stattfinden, sofern sich letztere aufgrund ihres Zustandes hierzu eignen. Das Vorkommen der Zusatzstoffe ist fest oder wenigstens teilweise flüssig. Of course, the solid additives could also be comminuted during the mixing process, provided the latter are suitable for this because of their condition. The presence of the additives is solid or at least partially liquid.

Anschliessend wird durch Extrudieren das vorgesehene Gemisch aufgeschlossen, wobei es erhitzt und in ein wenigstens annähernd homogenes und wenigstens annähernd trockenes Produkt umgewandelt wird, welches nun die Eigenschaften eines weiterverwertbaren biologischen und wachstumsfördernden Schütt- oder Mahlgutes aufweist. Insbesondere ausgewaschene oder nährstoffarme Erdböden, besonders Rebhänge oder Pflanzgärten können durch Beimischen dieses Produktes hinsichtlich Wachstumseigenschaften spürbar verbessert werden. Subsequently, the intended mixture is digested by extrusion, whereby it is heated and converted into an at least approximately homogeneous and at least approximately dry product, which now has the properties of a reusable biological and growth-promoting bulk or ground material. In particular, washed out or nutrient-poor soils, especially vineyards or plant gardens, can be noticeably improved in terms of growth properties by adding this product.

Wie schon erwähnt handelt es sich bei den Zusatzstoffen um solche, die einen festen oder flüssigen Zustand aufweisen. Beispielsweise Holzspäne, Sägemehl, Laub, Grünabfälle, Stroh, Futtermittel, Stoffe aus Baumwolle oder Klärschlamm, die vor oder beim Mischen mit den flüssigen Rückständen zerkleinert, gemahlen oder sonstwie zu einem feinkörnigeren Vorkommen aufbereitet werden. As already mentioned, the additives are those that have a solid or liquid state. For example, wood shavings, sawdust, leaves, green waste, straw, animal feed, cotton or sewage sludge, which are crushed, ground or otherwise processed into a more fine-grained deposit before or during mixing with the liquid residues.

Das nach dem Extrudieren entstandene Produkt könnte im Sinne einer Anreicherung der Feststoffe oder Nährstoffe wenigstens ein weiteres Mal mit flüssigen Rückständen gemischt und über einen Extrudiervorgang gefahren werden. The product formed after the extrusion could be mixed with liquid residues at least one more time in the sense of an enrichment of the solids or nutrients and carried out via an extrusion process.

Dabei kann es vorkommen, dass verschiedene biologische Flüssigkeiten verwendet werden. Bedeutsam ist auch, dass dieses Verfahren weitgehend geruchfrei durchführbar ist, wobei schon durch ein Mischen der flüssigen Rückstände der Geruch bzw. die Gasbildung stark reduziert wird. It can happen that different biological liquids are used. It is also important that this process can be carried out largely odorless, the smell or gas formation being greatly reduced even by mixing the liquid residues.

Als Anlage, die zur Durchführung des erfindungs-gemässen Verfahrens dient, ist jeweils eine Aufgabevorrichtung (Silo, Behälter oder dgl.) für die flüssigen Rückstände und die festen Zusatzstoffe vorgesehen, in welcher durch weitere Massnahmen eine Aufbereitung der Komponenten durchgeführt werden könnte. An die Aufgabevorrichtungen schliesst eine Mischeinrichtung unter möglicher Zwischenschaltung einer Dosiervorrichtung an. Mit letzterer werden die Anteile der flüssigen Rückstände und der festen Zusatzstoffe an dem Gemisch bzw. die Konsistenz des schlämm- oder breiartigen, vornehmlich feuchten Gemisches bestimmt. Selbstverständlich ist dafür gesorgt, dass die Anteile und/ oder die Viskosität des Gemisches automatisch Steuer- und/oder regelbar sind. A feed device (silo, container or the like) for the liquid residues and the solid additives is provided as a plant which is used to carry out the method according to the invention, in which further processing of the components could be carried out by means of further measures. A mixing device connects to the feed devices with the possible interposition of a metering device. With the latter, the proportions of the liquid residues and the solid additives in the mixture or the consistency of the sludge-like or mush-like, primarily moist mixture are determined. Of course, it is ensured that the proportions and / or the viscosity of the mixture can be automatically controlled and / or regulated.

Der Mischeinrichtung folgt eine Extrudiereinrichtung, welche infolge von Druck, Scherkräften und Reibung Wärme erzeugt. Dabei werden die festen Teile aufgeschlossen und verteilt, vorhandene Stärke gelatiniert und das Gemisch sterilisiert und getrocknet. The mixing device is followed by an extrusion device which generates heat as a result of pressure, shear forces and friction. The solid parts are broken down and distributed, existing starch is gelatinized and the mixture is sterilized and dried.

Die durch das Extrudieren erzeugte Wärme kann zur Beschleunigung der Reaktionen dem vorgesehenen Gemisch oder den einzelnen Komponenten, Flüssigkeiten und/oder Zusatzstoffen zugeführt werden. The heat generated by the extrusion can be fed to the intended mixture or the individual components, liquids and / or additives to accelerate the reactions.

Alternativ wäre es möglich, die erzeugte Wärme für den Wärmeaustausch mit anderen Medien, bspw. als Heizenergie, abzuführen. Alternatively, it would be possible to dissipate the heat generated for heat exchange with other media, for example as heating energy.

Das Fördern des Gemisches von der Mischeinrichtung zum Extruder erfolgt mechanisch oder pneumatisch, wobei Förderschnecken, Förderbänder oder Fallrohre verwendbar sind. Eine dem Extruder vorgeschaltete Dosiervorrichtung, die ange-passt an den Durchsatz des Extruders steuerbar ist, optimiert die Verfahrensdurchführung. The mixture is conveyed mechanically or pneumatically from the mixing device to the extruder, whereby screw conveyors, conveyor belts or downpipes can be used. A dosing device upstream of the extruder, which can be controlled in accordance with the throughput of the extruder, optimizes the implementation of the process.

Eine dem Extruder folgende Trocknungseinrichtung, bspw. ein Bandtrockner, könnte einen unerwünscht hohen Feuchtanteil im Endprodukt weiter reduzieren. A drying device following the extruder, for example a belt dryer, could further reduce an undesirably high moisture content in the end product.

Durch weitere Anschlussgeräte wie bspw. eine Presse oder ein Granulator, kann die Anlage erweitert bzw. das Endprodukt in unterschiedlichen Formen hergestellt werden. The system can be expanded or the end product can be manufactured in various forms using additional connection devices such as a press or a granulator.

Claims (13)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Herstellung eines wachstumfördernden Schütt- oder Mahlgutes aus verflüssigten biologischen Rückständen, Klärschlamm und/oder Ausscheidungen aus Landwirtschaft und/oder Tierhaltung, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstände unter Zuführung biologischer Zusatzstoffe zu einem schlämm- oder breiartigen resp. feuchten Gemisch aufbereitet und durch Extrudieren, bei dem das Gemisch erhitzt wird, in ein wenigstens annähernd homogenes und mindestens annähernd trockenes Produkt umgewandelt werden.1. A method for producing a growth-promoting bulk or regrind from liquefied biological residues, sewage sludge and / or excretions from agriculture and / or animal husbandry, characterized in that the residues with the addition of biological additives to a sludge-like or mush-like or. processed wet mixture and converted by extrusion, in which the mixture is heated, into an at least approximately homogeneous and at least approximately dry product. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzstoffe zumindest annähernd fest oder flüssig vorkommen bzw. aufbereitet sind.2. The method according to claim 1, characterized in that the additives occur or are at least approximately solid or liquid. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemisch vor dem Extrudieren reaktionsbeschleunigende Mittel zugesetzt werden.3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that reaction-accelerating agents are added to the mixture before extrusion. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch wenigstens einem weiteren Misch- und/oder anschliessenden Extrudiervorgang unterzogen wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the mixture is subjected to at least one further mixing and / or subsequent extrusion process. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch nach einem Extrudiervorgang wiederholt mit flüssigen5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the mixture after an extrusion process repeatedly with liquid 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 33rd 55 CH 683 519 A5CH 683 519 A5 Rückständen gemischt und/oder anschliessend ex-trudiert wird.Residues are mixed and / or subsequently extruded. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzstoffe vor dem Mischen mit der Flüssigkeit zerkleinert werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the additives are crushed before mixing with the liquid. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Extrudieren erzeugte Wärme dem vorgesehenen Gemisch oder dessen Komponenten zugeführt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the heat generated by the extrusion is supplied to the intended mixture or its components. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Extrudieren erzeugte Wärme zur Trocknung des Endproduktes verwendet oder abgeführt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the heat generated by the extrusion is used to dry the end product or removed. 9. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch jeweils eine Aufgabevorrichtung für die verflüssigten Rückstände und die Zusatzstoffe, die mit einer Mischeinrichtung leitungsverbunden sind, an die eine Extrudiereinrichtung anschliesst.9. Plant for carrying out the method according to one of claims 1 to 8, characterized by in each case a feed device for the liquefied residues and the additives which are connected to a mixing device to which an extrusion device connects. 10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung durch ein Förderorgan mit der Extrudiereinrichtung verbunden ist.10. Plant according to claim 9, characterized in that the mixing device is connected to the extrusion device by a conveying member. 11. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Extrudiereinrichtung lei-tungsverbundene Mischeinrichtung über letzterer angeordnet ist.11. System according to claim 9, characterized in that the mixing device connected to the extrusion device is arranged above the latter. 12. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Exdrudiereinrich-tung eine Dosiereinrichtung vorgeschaltet ist.12. Plant according to one of claims 9 to 11, characterized in that a dosing device is connected upstream of the extrusion device. 13. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Extrudiereinrichtung eine Trocknungseinrichtung nachgeschaltet ist.13. Plant according to one of claims 9 to 12, characterized in that the extruding device is followed by a drying device. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 44th
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