CN107512824B - 分散式污水处理设备的智能监测控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分散式污水处理设备的智能监测控制系统，包括：污水处理池，其内设有溢流传感器、消毒剂传感器，溢流传感器可监测污水处理池内水位，消毒器传感器可监测污水处理池内消毒剂浓度；曝气气泵，其与污水处理池连接并可向污水处理池中曝气；备用曝气气泵；压力传感器；电压继电器，其与所曝气气泵、备用曝气气泵通讯连接；数据采集器，其与溢流传感器、消毒剂传感器、压力传感器通讯连接；控制模块，其与电压继电器、数据采集器通讯连接。本发明的智能监测控制系统可对污水处理设备进行实时监测、控制，大大缩短因污水处理设备故障而导致的污水排放时间。

Description

分散式污水处理设备的智能监测控制系统

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种分散式污水处理设备的智能监测控制系统。

背景技术

现有的污水处理设施必须要进行日常巡查、维修和养护以保障设施安全运行。然而分散式污水处理设备分布广，无法做到对每一台设备进行日常巡查及维护；且巡查维护时技术人员需进入井内对设备进行检查，存在一定的人身安全隐患；在巡检后存在立刻出现故障的可能性，到下一次巡检为止，污水会一直排放对江河湖海产生污染，所以无法满足社会的需要。

而且现有的虽然污水处理技术不断涌现，但生化法作为一种经济有效的水处理手段仍然使用很广泛。好氧生物处理是生化处理方法之一，传统的好氧生物处理由曝气池和沉淀池组成，曝气池是好氧生物处理的主体设备，曝气池内有大量的好氧微生物组成活性污泥，好氧污泥在氧气存在条件下进行废水有机物降解，进行水质净化完成废水处理过程。沉淀池的主要功能是通过重力作用进行泥水分离，分离后的污泥，一部分通过回流泵回到曝气池，保证曝气池内微生物的量，另一部分直接排出称为剩余污泥。传统好氧处理设备存在以下缺点：需设置污泥回流系统，能耗较大，投资较高；需单独设置沉淀池，增大了系统的占地面积和投资费用；操作较为繁琐，不易掌控，操作不当极易对系统的稳定运行造成重大影响；而且现有的污水处理池中曝气装置容易堵塞。

发明内容

本发明的一个目的是解决上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种分散式污水处理设备的智能监测控制系统，可对污水处理设备进行实时监测、控制，大大缩短因污水处理设备故障而导致的污水排放时间。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种分散式污水处理设备的智能监测控制系统，包括：

污水处理池，其内设有溢流传感器、消毒剂传感器，所述溢流传感器可监测污水处理池内水位，所述消毒器传感器可监测污水处理池内消毒剂浓度；

曝气气泵，其与污水处理池连接并可向污水处理池中曝气；

备用曝气气泵，其与污水处理池连接并可向污水处理池中曝气；

压力传感器，其可用于监测曝气气泵/备用曝气气泵输送空气压力；

电压继电器，其与所曝气气泵、备用曝气气泵通讯连接；

数据采集器，其与溢流传感器、消毒剂传感器、压力传感器通讯连接并可采集溢流传感器、消毒剂传感器、压力传感器监测数据；

控制模块，其与电压继电器、数据采集器通讯连接，所述控制模块可接收数据采集器的数据并通过电压继电器控制曝气气泵/备用曝气气泵打开或关闭。

优选的是，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，所述污水处理池包括池体，所述池体侧壁设有进水口，所述池体内间隔设有第一隔板、第二隔板，第一隔板、第二隔板将池体分隔成曝气区、沉淀区、清水区，池体对应沉淀区、清水区的底面为一倾斜的斜面，所述斜面的低端靠近第一隔板，所述第一隔板下端面与斜面间形成间隔，所述第一隔板上还开设有回流孔，所述溢流传感器、所述消毒剂传感器均设置于曝气区内，所述曝气区内设置有曝气器，所述曝气器通过一进气管道与曝气气泵、备用曝气气泵连通，所述曝气器包括与进气管道连通的进气管、向下倾斜设于进气管外周的多个套管，所述套管远离进气管的一端呈敞口，所述套管靠近进气管的端部内壁截面呈上小下大的梯形结构，所述套管内位于梯形结构下方套设有曝气管，所述曝气管靠近梯形结构的一端敞口远离梯形结构的一端封闭，所述曝气管可沿套管轴线移动，所述曝气管底部设有一推杆，所述推杆的上端向上延伸并位于梯形结构内，所述推杆上端连接有活塞，所述活塞的两侧面均开设有一凹槽，每个凹槽内均设有一连接块，所述连接块的一端面与凹槽底面连接有一弹簧，所述连接块的另一端面为一与套管内壁相贴合的倾斜面，所述连接块位于凹槽内的部分开设有气体通过的导气孔，所述活塞两端与进气管间均连接有一回复弹簧，进气管位于套管内的侧壁开设有进气孔，所述曝气管侧壁开设有多个曝气孔；所述第一隔板、第二隔板之间由上至下设有多个上小下大的V形过滤板，第一隔板、第二隔板之间位于V形过滤板上方由下至上间隔设有第一格栅、第二格栅、第三格栅，第一格栅上设有第一填料，所述第一填料包括多孔陶瓷、玻璃纤维的混合物，第一填料的孔隙率为50～60％；第二格栅上设有第二填料，所述第二填料包括沸石、火山岩混合物，第二填料的孔隙率为40～45％；第三格栅上设有第三填料，所述第三填料包括活性炭、海卵石的混合物，第三填料的孔隙率为20～30％；所述第二隔板位于第三填料上方开设有水通过的穿孔，所述清水区对应池体的底部设有排泥管，所述清水区对应池体的侧壁开设有出水口。

优选的是，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，曝气区内加入消毒剂，消毒剂包括以下重量份组分：凹凸棒石40～60份、三氯异氰尿酸20～30份、活性炭2～5份、亚氯酸钠10～15份、柠檬酸5～10份、硫酸镁5～10份；消毒剂传感器可检测曝气区内氯离子浓度。

优选的是，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，由上至下设置的多个V形过滤板上的过滤孔由上至下孔径逐渐增大。

优选的是，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，每个曝气孔内均设有滤网。

优选的是，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，所述斜面上由下至上依次涂设有弹性材料涂层、含氟聚合物涂层、特氟龙涂层，其中，所述弹性材料涂层为硅橡胶材料涂层，所述含氟聚合物涂层厚度小于0.5mm，特氟龙涂层的厚度为0.04～0.06mm。

优选的是，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，所述斜面与水平面夹角为30～60°。

优选的是，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，所述的溢流传感器包括电阻、与电阻两端分别连接的电极，电极之间及电极外部使用防水密闭材料填充；所述消毒剂消耗传感器包括电阻、与电阻两端分别连接的电极，电极位于水中部分由吸水材料包裹填充：

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，分散式污水处理设备进行实时监测、控制，大大缩短因污水处理设备故障而导致的污水排放时间；无需维修人员下井检查设备的故障部位，从而保障维修人员的不被沼气所毒害。操作简便，实用方便，非常智能化。

2、本发明的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，在污水处理池的曝气区内设置的进气管，进气管外周向下倾斜设有多个套管，套管内套设有曝气管，曝气管底部设有一推杆，推杆上端连接有活塞，活塞的两侧面均开设有一凹槽，每个凹槽内均一连接块，连接块位于凹槽内的部分开设有气体通过的导气孔，在工作时活塞向下运动使得连接块上的导气孔露出，气体进过导气孔进入曝气管中，推动曝气管向外运动，然后经过曝气管上开设的曝气孔进入曝气区，完成曝气；在非工作状态时曝气管位于套管，使得曝气孔不接触污水，减少了曝气孔的堵塞。

3、本发明的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，在曝气区的第一隔板下端面与斜面间形成间隔，沉淀区内的污泥沿斜面经间隔回流至曝气区，保证曝气池好氧污泥浓度；第一隔板上开设有回流孔，污水由回流孔进入沉淀区，水流与污泥沉淀为逆流布置方式，更利于污泥颗粒碰撞和沉淀。

4、本发明的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，斜面上由下至上依次涂设有弹性材料涂层、含氟聚合物涂层、特氟龙涂层，这些涂料层表面光滑，防止污泥与斜面间的粘连，更利于污泥颗粒凝聚，加速污泥沉降。

5、本发明的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，清水区底部设置排泥管，排出清水池含有的微量沉泥，以免造成污泥累积影响出水水质。

附图说明

图1为本发明的分散式污水处理设备的智能监测控制系统的结构示意图；

图2为本发明的污水处理池的结构示意图；

图3为本发明的进气管与套管连接示意图；

图4为图3中A处放大图；

图5为本发明的曝气管结构示意图；

图6为本发明的过滤板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～6所示，一种分散式污水处理设备的智能监测控制系统，包括：

污水处理池，其内设有溢流传感器、消毒剂传感器，所述溢流传感器可监测污水处理池内水位，所述消毒器传感器可监测污水处理池内消毒剂浓度；

曝气气泵，其与污水处理池连接并可向污水处理池中曝气；

备用曝气气泵，其与污水处理池连接并可向污水处理池中曝气；

压力传感器，其可用于监测曝气气泵/备用曝气气泵输送空气压力；

电压继电器，其与所曝气气泵、备用曝气气泵通讯连接；

数据采集器，其与溢流传感器、消毒剂传感器、压力传感器通讯连接并可采集溢流传感器、消毒剂传感器、压力传感器监测数据；

控制模块，其与电压继电器、数据采集器通讯连接，所述控制模块可接收数据采集器的数据并通过电压继电器控制曝气气泵/备用曝气气泵打开或关闭。

本发明的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，在工作时，首先爆气气泵、备用爆气气泵的电源线与电压继电器链接，压力传感器可以监测爆气气泵或备用爆气气泵中气体压力，数据采集器可以接收压力传感器、消毒剂传感器、溢流传感器，并将数据传送给控制模块，其中，控制模块为Lab VIEW控制模块，控制模块接收到数据后对采集到的数据存储、对比后发出信号到电压继电器，在实际工作中，首先是爆气气泵工作，此时压力传感器监测爆气气泵的空气压力，当监测到的压力小于Lab VIEW控制模块中预设的压力，此时可以判定爆气气泵出现故障，此时Lab VIEW控制模块通过电压继电器，关闭爆气气泵并切断电源，同时打开备用爆气气泵，以使备用爆气气泵工作补充污水处理池的氧气；当溢流传感器、消毒剂传感器中监测的数据小于Lab VIEW控制模块中预设的数据值时，Lab VIEW控制模块控制与控制模块通讯连接的报警装置报警，比如指示灯或蜂鸣器等，告知维修人员及时加入消毒剂并及时控制污水池内的水位，其中，消毒剂传感器可以为市场上常用的二氧化氯传感器，其可以污水池内消毒剂中氯离子浓度，进而推算消毒剂浓度。

在另一种技术方案中，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，所述污水处理池包括池体1，所述池体1侧壁设有进水口11，所述池体1内间隔设有第一隔板12、第二隔板13，第一隔板12、第二隔板13将池体分隔成曝气区15、沉淀区16、清水区17，池体1对应沉淀区16、清水区17的底面为一倾斜的斜面14，所述斜面14的低端靠近第一隔板12，所述第一隔板12下端面与斜面14间形成间隔，所述第一隔板12上还开设有回流孔121，所述溢流传感器、所述消毒剂传感器均设置于曝气区15内，所述曝气区15内设置有曝气器，所述曝气器通过一进气管道21与曝气气泵23、备用曝气气泵22连通，所述曝气器包括与进气管道21连通的进气管2、向下倾斜设于进气管2外周的多个套管3，所述套管3远离进气管2的一端呈敞口，所述套管3靠近进气管2的端部内壁截面呈上小下大的梯形结构31，所述套管3内位于梯形结构31下方套设有曝气管41，所述曝气管41靠近梯形结构31的一端敞口远离梯形结构31的一端封闭，所述曝气管41可沿套管3轴线方向上下移动，所述曝气管41底部设有一推杆42，所述推杆42的上端向上延伸并位于梯形结构31内，所述推杆42上端连接有活塞43，所述活塞43的两侧面均开设有一凹槽431，每个凹槽431内均设有一连接块44，所述连接块44的一端面与凹槽431底面连接有一弹簧45，所述连接块44的另一端面为一与套管3内壁相贴合的倾斜面441，所述连接块44位于凹槽431内的部分开设有气体通过的导气孔442，所述活塞43两端与进气管2间均连接有一回复弹簧46，进气管2位于套管3内的侧壁开设有进气孔，所述曝气管41的侧壁开设有多个曝气孔422；所述第一隔板12、第二隔板13之间由上至下设有多个上小下大的V形过滤板51，第一隔板12、第二隔板13之间位于V形过滤板51上方由下至上间隔设有第一格栅52、第二格栅53、第三格栅54，第一格栅52上设有第一填料57，所述第一填料57包括多孔陶瓷、玻璃纤维的混合物，第一填料57的孔隙率为50～60％；第二格栅53上设有第二填料56，所述第二填料56包括沸石、火山岩混合物，第二填料56的孔隙率为40～45％；第三格栅54上设有第三填料55，所述第三填料55包括活性炭、海卵石的混合物，第三填料55的孔隙率为20～30％；所述第二隔板13位于第三填料55上方开设有水通过的穿孔131，所述清水区17对应池体1的底部设有排泥管18，所述清水区17对应池体1的侧壁开设有出水口19。

在本技术方案中，污水处理池，包括池体1，池体1内设有第一隔板12、第二隔板13，第一隔板12、第二隔板13将池体1内部分成曝气区15、沉淀区16、清水区17，在曝气区15中设置曝气装置，曝气装置包括位于曝气区15内的进气管2、与进气管2连通的进气管道21、用于向进气管道21输送气体的曝气气泵22，其中压力传感器可监测进气管道21中的压力，溢流传感器、消毒剂传感器分别监测曝气区15内的水位和消毒剂的浓度；在进气管2外周向下倾斜设有多个套管3，套管3靠近进气管2的端部内壁截面呈上小下大的梯形结构31，套管3内套设有曝气管41，曝气管41可沿套管3轴线方向移动，曝气管41底部设有一推杆42，推杆42的上端连接有活塞43，活塞43的两侧面均开设有一凹槽431，每个凹槽431内均设有一连接块44，在曝气时启动曝气气泵23或者备用曝气气泵22，空气由进气管道2进入进气管2内，然后经进气管2上开设的进气孔进入套管3内，并推动活塞43向下运动，在活塞43在向下运动过程中，位于活塞43两侧的连接块44在弹簧45的弹力作用下连接块44的倾斜面441紧紧抵触于套管3的梯形结构31的壁面，在活塞继续向下运动过程中连接块44上的导气孔442露出，气体经过导气孔442进入曝气管41内并继续推动曝气管41向下运动并伸出套管3外，此时曝气管41上的曝气孔411露出，气体从曝气孔411中排出，并对曝气区15内的污水曝气，当不需要曝气是关闭曝气气泵22，活塞43在回复弹簧46的回复作用下向上运动，带动曝气管41向上运动并缩回至套管3内，曝气管41上的曝气孔411也缩回至套管3内，这样在不需要曝气的情况下曝气孔411不与污水接触，减少了污水对曝气孔411的堵塞；在污水处理过程中，污水由池体1侧壁上开设的进水口11进入曝气区15，进行曝气，然后经过第一隔板12下端开设的回流孔121进入沉淀区16，在沉淀区16中，污水经过第一隔板12、第二隔板13之间设置的多个V形过滤板51，污水中的污泥被V形过滤板51过滤下来并落下至斜面14上，由于斜面14的倾斜设置，污泥滑落至第一隔板12与斜面14的间隔并进入曝气区15中，增加了曝气区15中好痒污泥的浓度，污水经V形过滤板51后再经过第二隔板13上开设的穿孔131进入清水区17中，此时污水中的大部分杂质已经被除掉，少部分的杂质可经过清水区17底部的排泥管18排出，再经过清水区17侧壁开设的出水口19排出，即得处理后的洁净的清水。

在另一种技术方案中，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，曝气区内加入消毒剂，消毒剂包括以下重量份组分：凹凸棒石40～60份、三氯异氰尿酸20～30份、活性炭2～5份、亚氯酸钠10～15份、柠檬酸5～10份、硫酸镁5～10份；消毒剂传感器可检测曝气区内氯离子浓度。本技术方案中活性炭、凹凸棒石具有多孔结构，作为缓释吸附剂，将含有机氯的消毒剂吸附于孔洞内，经过合理的配方和制造工艺，不仅保留了良好的杀菌效果，而且缓慢地释放消毒剂可以延长消毒剂的使用寿命。

在另一种技术方案中，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，由上至下设置的多个V形过滤板51上的过滤孔由上至下孔径逐渐增大。即由上至下过滤孔径逐渐增大，这样可以对污水中不同粒径大小的杂质进行逐步过滤。

在另一种技术方案中，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，每个曝气孔411内均设有滤网。在曝气孔411内设置滤网可以防止污水堵塞曝气孔411。

在另一种技术方案中，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，所述斜面14上由下至上依次涂设有弹性材料涂层、含氟聚合物涂层、特氟龙涂层，其中，所述弹性材料涂层为硅橡胶材料涂层，所述含氟聚合物涂层厚度小于0.5mm，特氟龙涂层的厚度为0.04～0.06mm。通过设置弹性材料涂层、含氟聚合物涂层、特氟龙涂层，这些涂料层具有良好的光滑性，有利于使斜面14上的污泥顺利滑落。

在另一种技术方案中，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，所述斜面与水平面夹角为30～60°。将斜面14设置合理的角度有利于斜面上的污泥顺利滑落。

在另一种技术方案中，所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，所述的溢流传感器包括电阻、与电阻两端分别连接的电极，电极之间及电极外部使用防水密闭材料填充；所述消毒剂消耗传感器包括电阻、与电阻两端分别连接的电极，电极位于水中部分由吸水材料包裹填充。溢流传感器的电极使用防水密闭材料填充，增加了溢流传感器的使用寿命。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种分散式污水处理设备的智能监测控制系统，其特征在于，包括：

污水处理池，其内设有溢流传感器、消毒剂传感器，所述溢流传感器可监测污水处理池内水位，所述消毒剂传感器可监测污水处理池内消毒剂浓度；

曝气气泵，其与污水处理池连接并可向污水处理池中曝气；

备用曝气气泵，其与污水处理池连接并可向污水处理池中曝气；

压力传感器，其可用于监测曝气气泵/备用曝气气泵输送空气压力；

电压继电器，其与所述曝气气泵、备用曝气气泵通讯连接；

数据采集器，其与溢流传感器、消毒剂传感器、压力传感器通讯连接并可采集溢流传感器、消毒剂传感器、压力传感器监测数据；

控制模块，其与电压继电器、数据采集器通讯连接，所述控制模块可接收数据采集器的数据并通过电压继电器控制曝气气泵/备用曝气气泵打开或关闭；

所述污水处理池包括池体，所述池体侧壁设有进水口，所述池体内间隔设有第一隔板、第二隔板，第一隔板、第二隔板将池体分隔成曝气区、沉淀区、清水区，池体对应沉淀区、清水区的底面为一倾斜的斜面，所述斜面的低端靠近第一隔板，所述第一隔板下端面与斜面间形成间隔，所述第一隔板上还开设有回流孔，所述溢流传感器、所述消毒剂传感器均设置于曝气区内，所述曝气区内设置有曝气器，所述曝气器通过一进气管道与曝气气泵、备用曝气气泵连通，所述曝气器包括与进气管道连通的进气管、向下倾斜设于进气管外周的多个套管，所述套管远离进气管的一端呈敞口，所述套管靠近进气管的端部内壁截面呈上小下大的梯形结构，所述套管内位于梯形结构下方套设有曝气管，所述曝气管靠近梯形结构的一端敞口远离梯形结构的一端封闭，所述曝气管可沿套管轴线移动，所述曝气管底部设有一推杆，所述推杆的上端向上延伸并位于梯形结构内，所述推杆上端连接有活塞，所述活塞的两侧面均开设有一凹槽，每个凹槽内均设有一连接块，所述连接块的一端面与凹槽底面连接有一弹簧，所述连接块的另一端面为一与套管内壁相贴合的倾斜面，所述连接块位于凹槽内的部分开设有气体通过的导气孔，所述活塞两端与进气管间均连接有一回复弹簧，进气管位于套管内的侧壁开设有进气孔，所述曝气管侧壁开设有多个曝气孔；所述第一隔板、第二隔板之间由上至下设有多个上小下大的V形过滤板，第一隔板、第二隔板之间位于V形过滤板上方由下至上间隔设有第一格栅、第二格栅、第三格栅，第一格栅上设有第一填料，所述第一填料包括多孔陶瓷、玻璃纤维的混合物，第一填料的孔隙率为50～60％；第二格栅上设有第二填料，所述第二填料包括沸石、火山岩混合物，第二填料的孔隙率为40～45％；第三格栅上设有第三填料，所述第三填料包括活性炭、海卵石的混合物，第三填料的孔隙率为20～30％；所述第二隔板位于第三填料上方开设有水通过的穿孔，所述清水区对应池体的底部设有排泥管，所述清水区对应池体的侧壁开设有出水口。

2.如权利要求1所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，其特征在于，曝气区内加入消毒剂，消毒剂包括以下重量份组分：凹凸棒石40～60份、三氯异氰尿酸20～30份、活性炭2～5份、亚氯酸钠10～15份、柠檬酸5～10份、硫酸镁5～10份；消毒剂传感器可检测曝气区内氯离子浓度。

3.如权利要求1所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，其特征在于，由上至下设置的多个V形过滤板上的过滤孔由上至下孔径逐渐增大。

4.如权利要求1所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，其特征在于，每个曝气孔内均设有滤网。

5.如权利要求1所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，其特征在于，所述斜面上由下至上依次涂设有弹性材料涂层、含氟聚合物涂层、特氟龙涂层，其中，所述弹性材料涂层为硅橡胶材料涂层，所述含氟聚合物涂层厚度小于0.5mm，特氟龙涂层的厚度为0.04～0.06mm。

6.如权利要求1所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，其特征在于，所述斜面与水平面夹角为30～60°。

7.如权利要求1所述的分散式污水处理设备的智能监测控制系统，所述的溢流传感器包括电阻、与电阻两端分别连接的电极，电极之间及电极外部使用防水密闭材料填充；所述消毒剂消耗传感器包括电阻、与电阻两端分别连接的电极，电极位于水中部分由吸水材料包裹填充。

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