CN109851008B - 一种磁分离式废水处理工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水处理的技术领域，更具体地，涉及一种磁分离式废水处理工艺及装置，包括：S1.对废水池中废水进行磁化前处理形成磁性固含物废水；S2.步骤S1中所述磁性固含物废水进入高梯度磁分离设备分离磁性固含物得到第一水浆和清水，清水进入清水箱；S3.步骤S2中所述第一水浆进入稀土磁盘机进行浓缩脱水得到废渣和尾水，所述废渣排入废渣池，所述尾水返回步骤S1废水池中进行磁化前处理。本发明的工艺简约、处理量大、效率高、速度快；可实现占地面积和投资成本节约化、固液分离高效化、快速化的目的；是常规废水处理固液分离及浓缩工序有效的替代工艺。

Description

一种磁分离式废水处理工艺及装置

技术领域

本发明涉及废水处理的技术领域，更具体地，涉及一种磁分离式废水处理工艺及装置。

背景技术

生态环境是关系民生的重大社会问题，生态文明建设是关系社会发展的根本大计；废水若得不到有效治理而外排，将对生态环境造成巨大破坏。目前，对水污染防治提到了前所未有的高度。当废水处理量大时，常规废水处理工艺中均受到中、后端的固液分离工序占地面积大、效率低等因素制约，严重影响废水处理效能。

由于常规的废水处理用固液分离方法通常采用多组大直径的沉淀池、浓缩池等重力沉淀，其占地面积巨大，基建投资成本高，效率低；而改良的斜管浓密箱、先进的陶瓷过滤膜等设备虽然固液分离效果好，但处理量小、投资和运行成本高，不适宜大通量废水处理；而稀土磁盘机，对废水处理种类适应性差，常用作应急处理分散式小规模城市废水，且处理效果不稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种磁分离式废水处理工艺及装置，工艺简约、处理量大、效率高、速度快，且可实现占地面积投资成本的节约化、固液分离的高效化。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种磁分离式废水处理工艺，包括以下步骤：

S1.对废水池中废水进行磁化前处理形成磁性固含物废水；

S2.步骤S1中所述磁性固含物废水进入高梯度磁分离设备分离磁性固含物得到第一水浆和清水，清水进入清水箱；

S3.步骤S2中所述第一水浆进入稀土磁盘机进行浓缩脱水得到废渣和尾水，所述废渣排入废渣池，所述尾水返回步骤S1的废水池中进行磁化前处理。

本发明的磁分离式废水处理工艺，废水进入高梯度磁分离设备进行固含物分离，产生含水量高的第一水浆和处理后的清水，含水量高的第一水浆进入稀土磁盘机进行浓缩、脱水，产生含水量低的废渣和磁性固含物含量低的尾水，尾水返回S1经磁化前处理后再进入高梯度磁分离设备进行循环处理。本发明的工艺简约、处理量大、效率高、速度快；可实现占地面积和投资成本节约化、固液分离高效化、快速化的目的；是常规废水处理固液分离及浓缩工序有效的替代工艺。

优选地，所述废渣的固含量大于所述第一水浆的固含量。第一水浆进入稀土磁盘机进行脱水浓缩，解决了传统固液分离方法存在的占地面积大、基建投资成本高、效率低、不适宜大通量废水处理的问题以及稀土磁盘机单独使用所存在的对废水处理种类适应性差的问题。

优选地，所述第一水浆的固含量为15％～25％，所述废渣的固含量为60％～80％，所述清水的固含量小于30mg/L。废水中的磁性固含物在梯度磁场中被磁介质体捕获，流过磁介质后的水即为处理后的清水；被磁介质体捕获的磁性固含物经冲洗水进行解吸、脱附得到固含量为15％～25％的第一水浆；经高梯度磁分离设备分离得到的清水可用于磁分离设备自身的冲洗水，部分清水在整个废水处理工艺中循环使用，节约水资源。

优选地，步骤S2包括以下步骤：

S21.废水中磁性固含物被转动经过分离空间的磁介质捕获，流过磁介质的水为清水，所述清水经清水箱流出；

S22.被磁介质吸附的磁性固含物经冲洗水解吸、脱附得到第一水浆，所述第一水浆经卸料装置排出至稀土磁盘机。

优选地，步骤S3包括以下步骤：

S31.经卸料装置排出的第一水浆通过进浆装置进入稀土磁盘机的过水通道处理；

S32.磁性固含物吸附在磁环外壁，经刮渣组件刮除得到废渣并经排渣装置排出至废渣池；

S33.流经过水通道的尾水经由排水装置排至S1废水池进行磁化前处理后进入高梯度磁分离设备再次循环处理。

优选地，所述废水包括冶金工业废水、城市污水、食品加工废水、轻工废水、稀有金属冶炼废水、有色金属冶炼废水、石油石化废水、化工废水、纺织废水、放射性废水。本发明工艺并不局限于上述废水污水的处理，可用于适用于磁化前处理的污水和废水。

本发明还提供了一种磁分离式废水处理装置，包括用于分离磁性固含物的高梯度磁分离设备以及用于浓缩脱水的稀土磁盘机，所述高梯度磁分离设备设有用于废水流入的第一接水口、用于第一水浆排出的与清水箱连通设置的第一排水口，所述稀土磁盘机设有与第一排水口连通设置的第二接水口、与废水池连通设置的第二排水口以及与废渣池连通设置的排渣口。

本发明的磁分离式废水处理装置，通过高梯度磁分离设备和稀土磁盘机组成联合工艺，先对废水中的磁性固含物分离，再对经分离的水浆进行脱水浓缩，对需大通量处理的废水，能够进行高效、快速的固液分离及浓缩。

进一步地，所述高梯度磁分离设备包括机架、内含磁介质体的转环、用于冲洗转环上吸附的磁性物的冲洗装置、用于降低磁分离设备运行温度的冷却装置、设置在转环上方的接水装置和分料装置、设置在转环下方的清水箱、用于接收分选得到的磁性固含物的卸料装置、固定在机架上的磁系以及环绕于磁系上的激磁线圈，所述冲洗装置、冷却装置、清水箱均设于机架上，所述接水装置与分料装置连通设置且所述第一接水口设于接水装置，所述第一排浆口设于卸料装置上，所述第一排水口设于清水箱；所述转环安装于机架上，所述磁系内形成有分离空间，所述转环转动经过分离空间，所述磁系及激磁线圈配合在分离空间形成磁场，所述转环转动经过分离空间形成感应磁场。磁性固含物废水流入接水装置和分料装置，磁性固含物被转动经过分离空间的磁介质吸附在转环的表面，流过分离空间得到的清水经清水箱流出，吸附在转环表面的磁性固含物被冲洗装置冲洗得到第一水浆，并经由第一排浆口排至稀土磁盘机内进行浓缩脱水。

进一步地，所述冲洗装置设有第一进水口，所述第一进水口连接有与清水箱连通设置的水管。冲洗装置采用的冲洗水可从清水箱中获取，实现清水的循环利用，节能环保。

进一步地，所述稀土磁盘机包括槽体、由若干磁环组成的磁盘组件、与所述卸料装置连通设置的进浆装置以及用于排出废渣和尾水的排料装置，相邻的磁环之间设有过水通道，所述过水通道设有用于刮除吸附在磁盘上磁性固含物的刮板组件，所述磁盘组件安装在槽体上转动，所述进浆装置设于磁盘组件的上方，所述排料装置设于磁盘组件的下方；所述第二接水口设于进浆装置上，所述第二排水口设于槽体底侧，所述排渣口设于排料装置。第一水浆经进浆装置进入磁环之间的过水通道，第一水浆中的磁性固含物被磁环吸附，吸附的磁性固含物经刮板组件刮除并经排渣口排出至废渣池，尾水经第二排水口排至废水池中经磁化前处理后再进入高梯度磁分离设备中进行循环处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的磁分离式废水处理工艺，先对废水进行分离再进行脱水浓缩，能够解决传统固液分离方法存在的占地面积大、基建投资成本高、效率低、不适宜大通量废水处理的问题以及稀土磁盘机单独使用所存在的对废水处理种类适应性差的问题；且本发明工艺简约、处理量大、效率高、速度快；可实现占地面积和投资成本节约化、固液分离高效化、快速化的目的；是常规废水处理固液分离及浓缩工序有效的替代工艺。

附图说明

图1为本发明的磁分离式污水处理工艺的示意图。

图2为本发明的磁分离式污水处理装置的结构示意图。

附图中：1-磁分离设备；11-机架；12-转环；13-冲洗装置；131-第一进水口；14-冷却装置；15-分料装置；151-第一接水口；16-卸料装置；161-第一排浆口；162-第一排水口；163-清水箱；17-磁系；18-激磁线圈；19-分离空间；2-稀土磁盘机；21-槽体；22-磁盘组件；221-磁环；222-过水通道；23-进浆装置；231-第二接水口；25-排渣装置；251-第二排水口；252-排渣口；26-刮板组件。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，而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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一

如图1所示为本发明的磁分离式污水处理工艺的实施例，包括以下步骤：

S1.对废水池中废水进行磁化前处理形成磁性固含物废水；

S2.步骤S1中磁性固含物废水进入高梯度磁分离设备分离磁性固含物得到第一水浆和清水，清水经清水箱163体流出；

S3.步骤S2中第一水浆进入稀土磁盘机进行浓缩脱水得到废渣和尾水，废渣排入废渣池，尾水返回步骤S1的废水池中进行磁化前处理。

本实施例在实施时，废水进入高梯度磁分离设备进行固含物分离，产生含水量高的第一水浆和处理后的清水，含水量高的第一水浆进入稀土磁盘机进行浓缩、脱水，产生含水量低的废渣和磁性固含物含量低的尾水，尾水返回S1经磁化前处理后进入高梯度磁分离设备进行循环处理。

其中，废渣的固含量远大于第一水浆的固含量。本实施例的第一水浆的固含量为15％～25％，废渣的固含量为60％～80％，清水的固含量小于30mg/L；经磁分离设备分离得到的清水可用于磁分离设备自身的冲洗水，部分清水在整个废水处理工艺中循环使用，节约水资源。

具体地，步骤S2包括以下步骤：

S21.废水中磁性固含物被转动经过分离空间的磁介质捕获，流过磁介质体的水为清水，清水经清水箱163体流出；

S22.被磁介质体吸附的磁性固含物经冲洗水解吸、脱附得到第一水浆，第一水浆经卸料装置排出至稀土磁盘机。

步骤S3包括以下步骤：

S31.经卸料装置排出的第一水浆通过进浆装置进入稀土磁盘机的过水通道处理；

S32.磁性固含物吸附在磁环外壁，经刮渣组件刮除得到废渣并经排渣装置排出至废渣池；

S33.流经过水通道的尾水经由排水装置排至S1废水池中进行磁化前处理后进入高梯度磁分离设备再次循环处理。

本实施例的磁分离式污水处理工艺适用的废水包括冶金工业废水、城市污水、食品加工废水、轻工废水、稀有金属冶炼废水、有色金属冶炼废水、石油石化废水、化工废水、纺织废水、放射性废水。

实施例二

如图2所示为本发明的磁分离式污水处理装置的实施例，包括用于分离磁性固含物的高梯度磁分离设备1以及用于浓缩脱水的稀土磁盘机2，高梯度磁分离设备1设有用于废水流入的第一接水口151、用于第一水浆排出的第一排浆口161以及与清水箱163连通设置的第一排水口162，稀土磁盘机2设有与第一排浆口161连通设置的第二接水口231、与废水池连通设置的第二排水口251以及与废渣池连通设置的排渣口252。

如图2所示，高梯度磁分离设备1包括机架11、内含磁介质的转环12、用于冲洗转环上吸附的磁性物的冲洗装置13、用于降低磁分离设备运行温度的冷却装置14、设置在转环上方的接水装置和分料装置15、设置在转环下方的底箱、用于接收分离得到的磁性固含物的卸料装置16、固定在机架上的磁系17以及环绕于磁系上的激磁线圈18，冲洗装置13设于机架11上，冷却装置14设于磁分离设备侧方，第一接水口151设于接水装置上，接水装置与分料装置连通设置，第一排浆口161设于卸料装置、第一排水口162设于清水箱163；转环12安装于机架11上，磁系17内形成有分离空间19，转环12转动经过分离空间19，磁系17及激磁线圈18配合在分离空间形成磁场，转环12转动经过分离空间19形成感应磁场。其中，冲洗装置13设有第一进水口131，第一进水口131连接有与清水箱163连通设置的水管。磁性固含物废水流入分料装置15，磁性固含物被转动经过分离空间的磁介质体吸附在转环12的表面，流过分选空间19得到的清水经底箱流出，吸附在转环12表面的磁性固含物被冲洗装置13冲洗得到第一水浆，并经由第一排浆口排至稀土磁盘机2内进行浓缩脱水；冲洗装置13采用的冲洗水可从清水池中获取，实现清水的循环利用，节能环保。

如图2所示，稀土磁盘机2包括槽体21、由若干磁环221组成的磁盘组件22、与卸料装置连通设置的进浆装置23以及用于排出废渣和尾水的排料装置25，相邻的磁环221之间设有过水通道222，过水通道222设有用于刮除吸附在磁环221上磁性固含物的刮板组件26，磁盘组件安装在槽体上转动，进浆装置23设于磁盘组件22的侧上方，排料装置25设于磁盘组件22的测方；第二接水口231设于进浆装置23上，第二排水口251、排渣口252分别设于槽体底侧、排料装置25上。第一水浆经进浆装置进入磁环之间的过水通道222，第一水浆中的磁性固含物被磁环吸附，吸附的磁性固含物经刮板组件26刮除并经第二排渣口252排出至废渣池，尾水经第二排水口251排至磁分离设备1中进行再次分离。

实施例三

本实施例为实施例一的磁分离式污水处理工艺在某钢铁加工企业污水处理中的应用。该钢铁加工企业年产工业废水2000万立方，要求对该废水进行高效、快速固液分离及浓缩。该废水的处理量约为2778m³/h。

该工业废水经包括磁化等工序的前端处理后，已经是形成了磁性固含物的废水。

将磁性固含物废水流入高梯度磁分离设备并进入分离空间19，高梯度磁分离设备1的圆棒形磁介质体表面产生高梯度磁场，对废水中的磁性固含物进行吸附、捕获，磁介质体捕获的磁性固含物在磁介质体离开分离空间后，通过冲洗水冲洗下来，成为磁性固含物与冲洗水的混合物，该混合物是固含物浓度为21％的水浆，而流过高梯度磁分离设备1的水流即成为处理后的清水。

固含物21％的水浆，含水率高，流入磁场强度固定的稀土磁盘机2，进行浓缩、脱水。水浆中的磁性固含物被稀土磁盘机的水浆液面下的磁环221吸附，被吸附的磁性固含物通过水浆液面上端的刮板组件刮下来，刮下来的废渣固含物浓度为72％，经稀土磁盘机2分离后的脱出水，为避免脱出水中微量的固含物残余影响最终出水水质，将返回到S1磁化处理后经高梯度磁选机进行循环处理。

经全工艺处理后的出水水质固含物SS含量为25mg/L，达到循环使用目的。

实施例四

本实施例为实施例一的磁分离式污水处理方法在某铅锌冶炼企业污水处理中的应用。本铅锌冶炼企业年产工业废水1440万立方，要求对该废水进行高效、快速固液分离及浓缩。该废水的处理量约为2000m³/h。

该工业废水经包括磁化等工序的前端处理后，已经是形成了磁性固含物的废水。

将磁性固含物废水流入高梯度磁分离设备并进入分离空间19，高梯度磁分离设备网状磁介质表面产生超高梯度磁场，对废水中的磁性固含物进行吸附、捕获，磁介质捕获的磁性固含物在磁介质离开分离空间19后，通过冲洗水冲洗下来，成为磁性固含物与冲洗水的混合物产品，该混合物是固含物浓度为24％的水浆，而流过高梯度磁分离设备1的水流即成为处理后的清水。

固含物24％的水浆，含水率高，流入磁场强度固定的稀土磁盘机2，进行浓缩、脱水。水浆中的磁性固含物被稀土磁盘机的水浆液面下的磁盘吸附，被吸附的磁性固含物通过水浆液面上端的刮板组件刮下来，刮下来的废渣固含物浓度为65％，经稀土磁盘机2分离后的脱出水，为避免脱出水中微量的固含物残余影响最终出水水质，将返回到废水池中进行磁化前处理后进入高梯度磁分离设备中进行循环处理。

经全工艺处理后的出水水质固含物SS含量为28mg/L，达到循环使用目的。

实施例五

本实施例为实施例一的磁分离式污水处理工艺在城市某区污水处理中的应用。某城市某区生活污水年年产生量4000万立方，要求对该污水进行高效、快速固液分离及浓缩。该污水的处理量约为5556m3/h。

该城市污水经包括磁化等工序的前端处理后，已经是形成了磁性固含物的废水。

将磁性固含物废水流入高梯度磁分离设备并进入分离空间19，高梯度磁分离设备1的圆棒状磁介质表面产生高梯度磁场，对污水中的磁性固含物进行吸附、捕获，磁介质捕获的磁性固含物在磁介质离开分选空间19后，通过冲洗水冲洗下来，成为磁性固含物与冲洗水的混合物产品，该混合物是固含物浓度为19％的水浆，而流过高梯度磁分离设备的水流即成为处理后的清水。

固含物19％的水浆，含水率高，流入磁场强度固定的稀土磁盘机2，进行浓缩、脱水。水浆中的磁性固含物被稀土磁盘机2的水浆液面下的磁环221吸附，被吸附的磁性固含物通过水浆液面上端的刮板组件26刮下来，刮下来的废渣固含物浓度为60％，经稀土磁盘机2分离后的脱出水，为避免脱出水中微量的固含物残余影响最终出水水质，将返回到高梯度磁选机1中进行循环处理。

经全工艺处理后的出水水质固含物SS含量为26mg/L，达到循环使用目的。

实施例六

本实施例为实施例一的磁分离式污水处理工艺在钨矿选矿企业污水处理中的应用。某钨矿选矿企业，年产选矿废水6000万立方，要求对该废水进行高效、快速固液分离及浓缩。该废水的处理量约为8333m³/h。

该工业废水经包括磁化等工序的前端处理后，已经是形成了磁性固含物的废水。

将磁性固含物废水流入高梯度磁分离设备1并进入分离空间19，高梯度磁分离设备1的圆棒状磁介质表面产生高梯度磁场，对废水中的磁性固含物进行吸附、捕获，磁介质捕获的磁性固含物在磁介质离开分离空间19后，通过冲洗水冲洗下来，成为磁性固含物与冲洗水的混合物产品，该混合物是固含物浓度为25％的水浆，而流过连续式高梯度磁分离设备1的水流即成为处理后的清水。

固含物25％的水浆，含水率高，流入磁场强度固定的稀土磁盘机2，进行浓缩、脱水。水浆中的磁性固含物被稀土磁盘机2的水浆液面下的磁环221吸附，被吸附的磁性固含物通过水浆液面上端的刮板组件26刮下来，刮下来的废渣固含物浓度为67％，经稀土磁盘机2分离后的脱出水，为避免脱出水中微量的固含物残余影响最终出水水质，将返回到S1磁化处理后经高梯度磁选机1循环处理。

经全工艺处理后的出水水质固含物SS含量为29mg/L，达到循环使用目的。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种磁分离式废水处理装置，其特征在于，包括用于分离磁性固含物的高梯度磁分离设备以及用于浓缩脱水的稀土磁盘机，所述高梯度磁分离设备设有用于废水流入的第一接水口、用于第一水浆排出的第一排浆口以及与清水箱连通设置的第一排水口，所述稀土磁盘机设有与第一排浆口连通设置的第二接水口、与废水池连通设置的第二排水口以及与废渣池连通设置的排渣口；所述高梯度磁分离设备包括机架、内含磁介质体的转环、用于转环上吸附磁性物的冲洗装置、用于降低磁分离设备运行温度的冷却装置、设置在转环上方的接水装置和分料装置、设置在转环下方的清水箱、用于接收磁性固含物的卸料装置、固定在机架上的磁系以及环绕于磁系上的激磁线圈，所述冲洗装置、冷却装置、清水箱均设于机架上，所述接水装置与分料装置连通设置且所述第一接水口设于接水装置，所述第一排浆口设于卸料装置，第一排水口设于清水箱，所述转环安装于机架上，所述磁系内形成分离空间，所述转环转动经过分离空间，所述磁系及激励磁圈配合在分离空间形成磁场，所述转环转动经过分离空间形成感应磁场；所述稀土磁盘机包括槽体、由若干磁环组成的磁盘组件、与所述卸料装置连通设置的进浆装置以及用于排出废渣和尾水的排料装置，相邻的磁环之间设有过水通道，所述过水通道设有用于刮除吸附在磁盘上磁性固含物的刮板组件，所述磁盘组件安装在槽体上转动，所述进浆装置设于磁盘组件的上方，所述排料装置设于磁盘组件的下方；所述第二接水口设于进浆装置上，所述第二排水口设于槽体底侧，所述排渣口设于排料装置上。

2.根据权利要求1所述的磁分离式废水处理装置，其特征在于，所述冲洗装置设有进水口，所述进水口连接有与清水箱连通设置的水管。

3.一种采用权利要求1或2所述的磁分离式废水处理装置的磁分离式废水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1.对废水池中废水进行磁化前处理形成磁性固含物废水；

S2.步骤S1中所述磁性固含物废水进入高梯度磁分离设备分离磁性固含物得到第一水浆和清水，清水进入清水箱；

S3.步骤S2中所述第一水浆进入稀土磁盘机进行浓缩脱水得到废渣和尾水，所述废渣排入废渣池，所述尾水返回步骤S1中所述废水池中进行磁化前处理。

4.根据权利要求3所述的磁分离式废水处理工艺，其特征在于，所述废渣的固含量大于所述第一水浆的固含量。

5.根据权利要求4所述的磁分离式废水处理工艺，其特征在于，所述第一水浆的固含量为15％～25％，所述废渣的固含量为60％～80％，所述清水的固含量小于30mg/L。

6.根据权利要求3至5任一项所述的磁分离式废水处理工艺，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：

S21.废水中磁性固含物被转动经过分离空间的磁介质捕获，流过磁介质体的水为清水，所述清水进入清水箱；

S22.被磁介质体吸附的磁性固含物经冲洗装置的冲洗水解吸、脱附得到第一水浆，所述第一水浆经卸料装置排出至稀土磁盘机。

7.根据权利要求6所述的磁分离式废水处理工艺，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：

S31.经卸料装置排出的第一水浆通过进浆装置进入稀土磁盘机的过水通道处理；

S32.磁性固含物吸附在磁环外壁，经刮渣组件刮除得到废渣并经排渣装置排出至废渣池；

S33.流经过水通道的尾水经由排水装置排至S1废水池中进行磁化前处理，形成磁性固含物废水。

8.根据权利要求3所述的磁分离式废水处理工艺，其特征在于，步骤S1中，所述废水包括冶金工业废水、城市污水、食品加工废水、轻工废水、稀有金属冶炼废水、有色金属冶炼废水、石油石化废水、化工废水、纺织废水、放射性废水。

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