CN102078876B - 大批量生活垃圾前处理的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明是提供关于大批量生活垃圾前处理的方法及装置，其主要包括一垃圾摊铺平台、复数具有坡度的进料输送单元、复数与进料输送单元对应的螺旋分离设备、一清洗池、复数拨辊以及一送出输送单元，利用进料输送单元将包含有包裹物的垃圾倒入能够进行包裹拆解的螺旋分离设备中，而直接拆解破袋各种垃圾包裹物以释放包裹内的垃圾，并于过程中清洗及收集垃圾中夹杂的砂土粉尘和有机物等，以供后续资源提取设备之用，借以实现大批量生活垃圾的前处理工作，以发挥大批量生活垃圾后处理的最佳资源回收率。

Description

大批量生活垃圾前处理的方法及其装置

发明领域

本发明为有关一种大批量生活垃圾前处理的技术手段，尤指一种可大量化、高效率的分散、分类和清洗生活垃圾并收集粉尘泥沙和小有机物，以及将清洁后的资源物质快速送往后续资源提取设备的大批量生活垃圾前处理的方法及其装置。 

背景技术

居住在城市的人们，在日常生活中总要排放垃圾，但是城市生活垃圾作为环境问题被提到议事日程，却是近几十年的事情。长期以来，人们对生活垃圾的处理方式一直局限在填埋和焚烧两种方式。这种处理方式在消费水平不高的时期，在自然净化能力所允许的范围内，一般不会带来对环境的危害和影响。然而随着人口的增长、人们生活品质的提高，特别是化学、食品、纺织工业的发展，城市生活垃圾不仅排放量猛增，而且难以自然分解或腐化的成分增多，垃圾对环境的危害和影响日益严重。 

随着环境问题逐渐被重视，节能、环保成为各国的发展主题，已经开始为垃圾处理提供产业发展的机会。全世界垃圾年均增长速度为8.42％，而中国垃圾增长率达到10％以上。全世界每年产生4.9亿吨垃圾，仅中国每年就产生近1.5亿吨城市垃圾。中国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨。在如此巨大的垃圾存量压力下，有理由相信，垃圾处理产业将会成为未来各国政府的政策性明星产业。 

在城市化发展过程中，垃圾作为城市代谢的产物曾经是城市发展的负担，世界上许多城市均有过垃圾围城的事故。而如今，垃圾被认为是最具开发潜力的、永不枯竭的“城市矿藏”，是“放错地方的资源”。这既是对垃圾认识的深入和深化，也是城市发展的必然途径。 

再生资源业已成为资源回收再利用的新起点，同时成为资源回收经济的重要组成部分。另外，在废弃资源和废旧材料回收利用加工过程中，不但解决了资源短缺问题，同 时降低了垃圾排放量，正可谓“一举两得”。我国不断出台政策支持垃圾处理行业的发展，各地政府领导也开始高度重视垃圾的减量化、无害化、资源化处理，并加大了投入的力道，可见垃圾处理行业的前景十分乐观而广阔。 

然而现有的综合处理技术、回收设备及技术，并无法将混杂的生活垃圾成分予以有效的进行前处理，其关键在于生活垃圾中的结构太复杂，通常无法藉由单一机械化设备有效的分类；而单纯以人力方式进行分拣，则量大、工作环境恶臭、卫生清洁度相当低，实难以保证分拣效率，且分类出错机率相当高等问题长久以来无法妥善解决，且垃圾中常混杂有毒性的物质，人工分类的方式就会非常容易使分拣人员受到感染，实非理想处理方式。 

有鉴于上述垃圾处理时经常会面临到垃圾中夹杂包裹物、泥沙、尘垢、污水...甚至可能带有毒物等问题，因此发明人累积十几年处理垃圾经验，乃积极着手研发相关的分离、洗净技术，以使生活垃圾能先经过大批量化的前处理手段后，再供应后续相关资源提取设备进行资源提取。而如何可以大批量化对生活垃圾进行前段处理，即成为解决垃圾问题的主要焦点。 

发明内容

本发明的主要目的是在于提供一种关于大批量生活垃圾前处理技术，该技术包含相关的前处理方法及前处理装置。 

为达上述目的，本发明大批量生活垃圾前处理方法，其包括：步骤一为进料作业，将含有包裹物的垃圾分段倾倒并摊开平铺在一垃圾摊铺平台上；步骤二为进料输送及污水收集，将含有包裹物的垃圾推入具有坡度的进料输送单元向上输送，并让垃圾所夹带的污水流入设于进料输送单元下方的污水收集槽内，且垃圾向上输送的过程中，使垃圾通过一第一弓形布料器之后自动均匀布置于进料输送单元上；步骤三为拆解包裹，将含有包裹物的垃圾向上输送并倒入一地势较高的螺旋分离设备内，使垃圾通过一上部螺旋分离器进行粗分离后、掉落至下部螺旋分离器进行细分离，以解除包裹物之包裹状态，并使垃圾自底部落口卸出；步骤四为初清洗，将解除包裹状态的垃圾卸出后，以高压喷 洗水管喷击卸出的垃圾以加快倾卸速度，并对垃圾进行初步清洗；步骤五为清洗作业、污泥排出，将垃圾倾卸于一清洗池内并以复数拨辊将垃圾向前拨出，且于清洗池下方设置污泥收集区，让清洗垃圾所产生的污泥汇集，并以螺旋输送管将污泥脱水送出；以及步骤六，以一送出输送单元将破袋洗清后的垃圾送出输送，并使垃圾通过第二弓形布料器后自动均匀布置于送出输送单元上。 

前述大批量生活垃圾前处理方法，可藉由本发明所提供的大批量生活垃圾前处理装置来实现，其包括一垃圾摊铺平台；复数具有坡度的进料输送单元，进料输送单元前端设有一缓坡区与垃圾摊铺平台衔接；复数与进料输送单元对应的螺旋分离设备，其上方衔接于进料输送单元的高处供垃圾落入，内部设有一组上部螺旋分离器、一组下部螺旋分离器，底部设有一供垃圾卸出的落口，落口内设有朝落下垃圾进行喷洗的高压喷洗水管；一清洗池，位于螺旋分离设备的落口下方；复数拨辊，交叉分布于清洗池池面，且具有将垃圾向前拨动且呈交叉排列的梳式半月形拨齿；以及一送出输送单元，位于清洗池的垃圾拨出端。 

在所述进料输送单元的下缘设置污水导引板，并于进料输送单元的底端设有污水收集槽，以使进料输送单元输送垃圾时所滴下或渗漏的污水能够通过污水收集槽的汇集而整合处理，并且可避免污水积液的产生而发生恶臭，并且于清洗进料输送单元时所产生的清洁废水也可以由污水收集槽所收集而不会四处漫流污染环境。 

所述各进料输送单元上设有一第一弓形布料器，第一弓形布料器包含二个分别架设于进料输送单元的第一高架部、一架设于两侧第一高架部之间的第一弓形部，第一高架部上设有用以调整第一高架部长度的第一高度定位器，藉以透过第一弓形布料器来拨挡堆积较高的垃圾，使通过的垃圾自动均匀布置于进料输送单元的上，并配合不同大小、形态、数量的垃圾来调整第一高度定位器，以改变第一弓形布料器的作用高度，进而控制垃圾自动均匀布置于进料输送单元的高度与态样。 

所述上部螺旋分离器是由两根相对设置的上部螺旋刀具所构成，下部螺旋分离器是由两根相对设置的下部螺旋刀具所构成，两根上部螺旋刀具的间距大于两根下部螺旋刀 具的间距。前述上部螺旋分离器，其中一根上部螺旋刀具的两端是通过上弹簧的推顶而架设在上长孔槽内，前述下部螺旋分离器，其中一根下部螺旋刀具的两端是通过下弹簧的推顶而架设在下长孔槽内。 

所述送出输送单元设有复数第二弓形布料器，第二弓形布料器包含二个分别架设于送出输送单元的第二高架部、一架设于两侧第二高架部之间的第二弓形部，第二高架部上设有用以调整第二高架部长度的第二高度定位器，藉以透过第二弓形布料器来拨挡堆积较高的垃圾，使通过的垃圾自动均匀布置于送出输送单元的上，并配合不同大小、形态、数量的垃圾来调整第二高度定位器，以改变第二弓形布料器的作用高度，进而控制垃圾自动均匀布置于进料输送单元的高度与态样。 

所述清洗池下方设有一清洗垃圾所产生的污泥汇集的污泥收集区，且清洗池中设有将污泥脱水送出的螺旋输送管。所述清洗池底部设有中央较高且两侧较低可以使污泥朝清洗池底部两侧汇集的污泥收集板，螺旋输送管是设置在清洗池的两侧，藉此以透过螺旋输送管的作动而将汇集、沉积于清洗池底部的污泥排出。 

所述送出输送单元包含两条运行方向相反向外的承接输送带、两条分别衔接于前述承接输送带末端的分流输送带，藉此可以让经过前段处理后的垃圾分成两批分别输送到两条后续资源提取设备，以分配给更多的资源提取设备来进行后段处理，而增加资源提取的效率；再者，当发生垃圾量不多、其中一条分流输送带的后续资源提取设备发生故障或需检修保养时，可透过另一条分流输送带及其后续资源提取设备的运行而确保整个大批量生活垃圾前处理装置的连续性运转，大大降低整体装置故障而无法运作的风险。 

相较于一般的垃圾及资源提取手段，本发明提供一种有别于现阶段生活垃圾前段处理的技术手段，采用本发明所提供的技术方案，其有益效果在于：能以数种机械设备的组合，而构成一生活垃圾大批量化前处理装置，以实现专门针对大批量生活垃圾的有效前处理工作，所谓有效是指该前段处理方法和装置能够高效率的解决除垃圾包裹物的束缚问题、并做到初步减量和清洗的良好工作效果，其最主要功效是其送往后续资源提取设备的物质，以发挥威最佳的资源回收率。 

附图说明

图1为本发明大批量生活垃圾前处理流程示意图； 

图2为本发明大批量生活垃圾前处理装置俯视图； 

图3为本发明大批量生活垃圾前处理装置立体外观图； 

图4为本发明大批量生活垃圾前处理装置的污水收集槽剖视图； 

图4A为本发明大批量生活垃圾前处理装置的污水收集槽立体图(一)； 

图4B为本发明大批量生活垃圾前处理装置的污水收集槽立体图(二)； 

图5为本发明大批量生活垃圾前处理装置的螺旋分离设备立体示意图； 

图5A为本发明大批量生活垃圾前处理装置的螺旋分离设备剖视示意图； 

图6为本发明大批量生活垃圾前处理装置的清洗池立体图； 

图6A为本发明大批量生活垃圾前处理装置的清洗池俯视图； 

图6B为本发明大批量生活垃圾前处理装置的螺旋输送管剖视图； 

图7为本发明大批量生活垃圾前处理装置的拨辊立体图； 

图7A为本发明大批量生活垃圾前处理装置的拨辊俯视图； 

图7B本发明大批量生活垃圾前处理装置的拨辊侧视示意图； 

图8为本发明大批量生活垃圾前处理装置的第一、二弓形部立体视图； 

图8A为本发明大批量生活垃圾前处理装置的第一、二弓形部俯视图。 

具体实施方式

以下依据发明内容所揭示的技术手段，列举适于本发明的实施方式并配合图式说明如后： 

请参阅图1至图3所示，本发明的实施是为了让含有包裹物的垃圾，能经由进料作业101、进料输送102、污水收集103、拆解破袋包裹104及初清洗105、清洗作业106、污泥排出107、送出输送108等前处理的方法之后，而获得拆解破袋与清洗后的垃圾，以提供垃圾后续资源提取设备109之用。 

步骤一为进料作业101，将含有包裹物的垃圾分段倾倒并摊开平铺在一垃圾摊铺平台10上； 

步骤二为进料输送102及污水收集103，将含有包裹物的垃圾推入具有坡度的进料输送单元20向上输送，并让垃圾所夹带的污水流入设于进料输送单元20下方的污水收集槽70A内，且垃圾向上输送的过程中，使垃圾通过一第一弓形布料器80之后自动均匀布置于进料输送单元20上； 

步骤三为拆解包裹104，将含有包裹物的垃圾向上输送并倒入一地势较高的螺旋分离设备30内，使垃圾通过一上部螺旋分离器32进行粗分离后、掉落至下部螺旋分离器33进行细分离，以解除包裹物之包裹状态，并使垃圾自底部落口31卸出； 

步骤四为初清洗105，将解除包裹状态的垃圾卸出后，以高压喷洗水管34喷击卸出的垃圾以加快倾卸速度，并对垃圾进行初步清洗； 

步骤五为清洗作业106、污泥排出107，将垃圾倾卸于一清洗池40内并以复数拨辊50将垃圾向前拨出，且于清洗池40下方设置污泥收集区70A，让清洗垃圾所产生的污泥汇集，并以螺旋输送管42将污泥脱水送出；以及 

步骤六为以一送出输送单元60将破袋洗清后的垃圾送出输送108，并使垃圾通过第二弓形布料器90后自动均匀布置于送出输送单元60上。 

为了使本发明能顺利进行并实现本发明内容所述的大批量生活垃圾前处理方法，大批量生活垃圾前处理装置包括一垃圾摊铺平台10、复数具有坡度的进料输送单元20、复数与进料输送单元20对应的螺旋分离设备30、一清洗池40、复数拨辊50、一送出输送单元60及复数与进料输送单元20对应的污水收集槽70A。 

垃圾摊铺平台10可以让含有包裹物的垃圾分段倾倒并摊开平铺，例如利用推土机11将含有包裹物的垃圾分段倾倒并摊开平铺，以为进料作业101的进行。 

进料输送单元20前端设有一缓坡区21与垃圾摊铺平台10衔接，可以利用推土机11将含有包裹物的垃圾推入缓坡区21后由进料输送单元20输送至螺旋分离设备30，而为进料输送102的进行。 

进料输送单元20下方设有污水收集槽70A，利用缓坡区21及进料输送单元20的斜坡作用，使进料输送单元20输送垃圾时所滴下或渗漏的污水能够经过污水收集槽70A的汇集而整合处理，避免污水积液的产生而发生恶臭，并且于清洗进料输送单元20时所产生的清洁废水也能够被污水收集槽70A收集而不会四处漫流污染环境，而为污水收集103的进行，此乃本发明一大特点之一。 

螺旋分离设备30的上方衔接于进料输送单元20的高处端供垃圾落入，利用螺旋分离设备30将包裹物拆解破袋及初步清洗，而为拆解破袋包裹及初步清洗作业104的进行，此间螺旋分离设备30的拆解破袋手段乃本发明另一特点之一。 

清洗池40位于螺旋分离设备30的落口31下方，拨辊50分布于清洗池40池面，且各拨辊50具有用以将垃圾向前拨动且呈交叉排列的梳式半月形拨齿51，利用拨辊50的转动使落入清洗池40的垃圾进行清洗，此为清洗作业步骤105的进行，此也属本发明一大特点之一。 

清洗过程中的尘埃、杂物、污水即成为污泥落入清洗池40的池底，清洗池40下方设有一清洗垃圾所产生的污泥汇集的污泥收集区41，且清洗池40中设有将污泥脱水送出的螺旋输送管42，此为污泥排出步骤106的进行。 

送出输送单元60位于清洗池40的垃圾拨出端，待垃圾拨出后即能够将垃圾输送至后续资源提取设备108。送出输送单元60包含两条运行方向相反向外的承接输送带61、一设于两条承接输送带61之间的防漏布料板62、两条分别衔接于前述承接输送带61末端的分流输送带63，藉此让经过前段处理后的垃圾分成两批分别输送到两条后续资源提取设备108，以分配给更多的资源提取设备来进行后段处理，而增加资源提取的效率；再者，当发生垃圾量不多或发生故障或需检修保养时，能够通过另一条分流输送带63及其后续资源提取设备108的运作而确保整个大批量生活垃圾前处理装置的连续性运转，大大降低整体装置故障而无法运作的风险。 

请参阅图4、图4A、图4B所示，污水收集槽70A设置在进料输送单元20的下方，使进料输送单元20输送垃圾时所滴下或渗漏的污水能够经由污水收集槽70A的汇集而整合 处理，为了使污水收集槽70A的收集效果更佳，于实施时可在进料输送单元20的下缘设置污水导引板71，以使污水收集的效果更加显著。 

请参阅图5、图5A所示，本发明螺旋分离设备30底部设有一供垃圾卸出的落口31，内部设有一组上部螺旋分离器32、一组下部螺旋分离器33，落口31内设有朝落下垃圾进行喷洗的高压喷洗水管34；前述上部螺旋分离器32是由两根相对设置的上部螺旋刀具321所构成，下部螺旋分离器33是由两根相对设置的下部螺旋刀具331所构成，两根上部螺旋刀具321的间距d1大于两根下部螺旋刀具331的间距d2，且其中一根上部螺旋刀具321的两端是通过上弹簧322的推顶而架设在上长孔槽323、其中一下部螺旋刀具331的两端是通过下弹簧332的推顶而架设在下长孔槽333，使两根上部螺旋刀具321的间距d1与两根下部螺旋刀具331的间距d2均可配合倒入垃圾大小、形态、数量的不同而自动呈现对应的距离变化；再者，为防止上长孔槽323、下长孔槽333产生渗漏的问题，可于螺旋分离设备30壳体对应于上长孔槽323、下长孔槽333的两侧各设置一个上侧盖板上324、一个下侧盖版334，以将上长孔槽323、下长孔槽333遮蔽。 

请参阅图2、图6、图6A及图6B所示，清洗池40底部设有中央较高且两侧较低使污泥朝清洗池40底部两侧污泥收集区41汇集的污泥收集板43，螺旋输送管42是设置在清洗池40的两侧，藉此通过螺旋输送管42的运作而将汇集、沉积于清洗池40底部的污泥排出至污泥处理装置70内，此外于清洗池40两侧污泥收集区41的上方还设有分隔板44以防止垃圾、尘埃、杂物、自污泥收集区41的正上方落入，并使污泥滑落进入螺旋输送管42的后端。 

请参阅图7、图7A、图7B所示，拨辊50用以发挥拨动垃圾的主要部件是呈交叉分布、排列的梳式半月形拨齿51，其交叉分布的目的是为了无遗漏的将垃圾拨出，且梳式半月形拨齿51的独特设计于划过水面时能够有效的拨动垃圾，并防止垃圾钩挂而卡于梳式半月形拨齿51上，使其旋转到朝下90°之前就能够将垃圾脱开。 

请参阅图3、图8、图8A所示，各进料输送单元20上设有一第一弓形布料器80，第一弓形布料器80包含二个分别架设于进料输送单元20的第一高架部81、一架设于两侧第一 高架部81之间的第一弓形部82，第一高架部81上设有用以调整第一高架部81长度的第一高度定位器83，藉以透过第一弓形布料器80来拨挡堆积较高的垃圾，使通过的垃圾自动均匀布置于进料输送单元20上，并配合不同大小、形态、数量的垃圾来调整第一高度定位器83，以改变第一弓形布料器80的作用高度，进而控制垃圾自动均匀布置于进料输送单元20的高度与态样。 

送出输送单元60上设有复数第二弓形布料器90，例如设置在分流输送带63的前段上，而由于第二弓形布料器90与第一弓形布料器80的结构及运作原理为相同者，仅整体比例大小有所不同，因此仍藉由图8及图8A进行括号标示说明，第二弓形布料器90包含二个分别架设于送出输送单元60的第二高架部91、一架设于两侧第二高架部91之间的第二弓形部92，第二高架部91上设有用以调整第二高架部91长度的第二高度定位器93，藉以透过第二弓形布料器90来拨挡堆积较高的垃圾，使通过的垃圾自动均匀布置于送出输送单元60上，并配合不同大小、形态、数量的垃圾来调整第二高度定位器93，以改变第二弓形布料器90的作用高度，进而控制垃圾自动均匀布置于送出输送单元60的高度与态样。 

综上所述，本发明提供一种有别于现阶段生活垃圾前段处理的技术手段，能以数种机械设备的组合，而提供大批量生活垃圾处理方法及装置，以实现专门针对大批量生活垃圾的有效前处理作业，使送往后续资源提取设备的物质，发挥最佳的资源回收率。前揭具体实施方式及图式仅为本发明举例说明可资实现的实施例，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，举凡未脱离本发明精神所为的等效方法及装置，均应属包括于本发明的权利要求范畴之内，始符合理。 

Claims (10)

1.一种大批量生活垃圾前处理方法，其特征在于，该方法包括：

步骤一为进料作业，将含有包裹物的垃圾分段倾倒并摊开平铺在一垃圾摊铺平台上；

步骤二为进料输送及污水收集，将含有包裹物的垃圾推入具有坡度的进料输送单元向上输送，并让垃圾所夹带的污水流入设于进料输送单元下方的污水收集槽内，且垃圾向上输送的过程中，使垃圾通过一第一弓形布料器之后自动均匀布置于进料输送单元上；

步骤三为拆解包裹，将含有包裹物的垃圾向上输送并倒入一地势较高的螺旋分离设备内，使垃圾通过一上部螺旋分离器进行粗分离后、掉落至下部螺旋分离器进行细分离，以解除包裹物之包裹状态，并使垃圾自底部落口卸出；

步骤四为初清洗，将解除包裹状态的垃圾卸出后，以高压喷洗水管喷击卸出的垃圾以加快倾卸速度，并对垃圾进行初步清洗；

步骤五为清洗作业、污泥排出，将垃圾倾卸于一清洗池内并以复数拨辊将垃圾向前拨出，且于清洗池下方设置污泥收集区，让清洗垃圾所产生的污泥汇集，并以螺旋输送管将污泥脱水送出；以及

步骤六，以一送出输送单元将破袋洗清后的垃圾送出输送，并使垃圾通过第二弓形布料器后自动均匀布置于送出输送单元上。

2.一种大批量生活垃圾前处理装置，其特征在于，其包括：

一垃圾摊铺平台；

复数具有坡度的进料输送单元，进料输送单元前端设有一缓坡区与垃圾摊铺平台衔接；

复数与进料输送单元对应的螺旋分离设备，其上方衔接于进料输送单元的高处供垃圾落入，内部设有一组上部螺旋分离器、一组下部螺旋分离器，底部设有一供垃圾卸出的落口，落口内设有朝落下垃圾进行喷洗的高压喷洗水管；

一清洗池，位于螺旋分离设备的落口下方；

复数拨辊，交叉分布于清洗池池面，且具有将垃圾向前拨动且呈交叉排列的梳式半月形拨齿；以及

一送出输送单元，位于清洗池的垃圾拨出端。

3.根据权利要求2所述的大批量生活垃圾前处理装置，其特征在于：在进料输送单元的下缘设置污水导引板，并于进料输送单元的底端设有污水收集槽。

4.根据权利要求2所述的大批量生活垃圾前处理装置，其特征在于：各进料输送单元上设有一第一弓形布料器，该第一弓形布料器包含二个分别架设于进料输送单元的第一高架部、一架设于两侧第一高架部之间的第一弓形部，第一高架部上设有用以调整第一高架部长度的第一高度定位器。

5.根据权利要求2所述的大批量生活垃圾前处理装置，其特征在于：前述上部螺旋分离器是由两根相对设置的上部螺旋刀具所构成，下部螺旋分离器是由两根相对设置的下部螺旋刀具所构成，两根上部螺旋刀具的间距大于两根下部螺旋刀具的间距。

6.根据权利要求5所述的大批量生活垃圾前处理装置，其特征在于：前述上部螺旋分离器，其中一根上部螺旋刀具的两端是通过上弹簧的推顶而架设在上长孔槽内，前述下部螺旋分离器，其中一根下部螺旋刀具的两端是通过下弹簧的推顶而架设在下长孔槽内。

7.根据权利要求2所述的大批量生活垃圾前处理装置，其特征在于：送出输送单元设有复数第二弓形布料器，该第二弓形布料器包含二个分别架设于送出输送单元的第二高架部、一架设于两侧第二高架部之间的第二弓形部，第二高架部上设有用以调整第二高架部长度的第二高度定位器。

8.根据权利要求2所述的大批量生活垃圾前处理装置，其特征在于：清洗池下方设有一清洗垃圾所产生的污泥汇集的污泥收集区，且清洗池中设有将污泥脱水送出的螺旋输送管。

9.根据权利要求8所述的大批量生活垃圾前处理装置，其特征在于：清洗池底部设有中央较高且两侧较低可以使污泥朝清洗池底部两侧汇集的污泥收集板，螺旋输送管是设置在清洗池的两侧。

10.根据权利要求2所述的大批量生活垃圾前处理装置，其特征在于：送出输送单元包含两条运行方向相反向外的承接输送带、两条分别衔接于前述承接输送带末端的分流输送带。

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