CN116375285A - 一种水产养殖用废水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水产养殖用废水处理系统，包括沉淀池、处理箱和过滤池，沉淀池与处理箱间连接有吸水管，吸水管上设有水泵一和进水阀；处理箱上设有臭氧发生器、空气压缩机、控制器、空心轴、缸体、支架、排气阀、气动马达和密封投料机构，空心轴上设有连通孔，空心轴上设有被动锥齿轮、喷管、被动齿轮和搅拌杆，缸体内设有活塞，活塞上设有齿条，支架上设有转轴一，转轴一上设有单向齿轮，转轴一连接于被动锥齿轮，气动马达连接于排气阀，气动马达连接有主动齿轮；过滤池与处理箱间设有排水管，排水管上设有排水阀。本发明可有效降低废水中的污染物，尤其能快速有效地清理废水中小颗粒悬浮物和对废水进行杀菌，大大提高了对废水的处理效果。
Description
技术领域
本发明属于称重分选技术领域，特别涉及一种水产养殖用废水处理系统。
背景技术
水产养殖产生废水(以下简称废水)中通常含有水产品粪便、残留食料、死亡体、水产品脱离物(鱼鳞、虾壳等)等污染物，此类的污染物如大量排放于河流、海洋等水源中，会超出水源自身的净化能力。因此需要对废水处理后才能进行排放。当前大多养殖场实际养殖过程中对于养殖水的处理方法包括以下：1、利用滤网对废水过滤后直接排放；2、废水经沉淀后再排放；3、废水经沉淀后再利用滤网过滤后排放。废水经以上方法处理虽然能将其中大部分的污染物去除，但水的中细菌和小颗粒悬浮物往往不易被清理，且随着近年来养殖业的大力发展，废水排放量日益剧增，细菌和小颗粒悬浮物会被大量排放于水源中，还是会导致超出水源的自身净化能力，针对当前严峻的形势，传统处理方法已不能满足需求。基于此，提供一种水产养殖用废水处理系统，本系统可有效降低废水中的污染物，尤其能快速有效地清理废水中小颗粒悬浮物和对废水进行杀菌，大大提高了对废水的处理效果。
发明内容
本发明提供一种水产养殖用废水处理系统，本系统可有效降低废水中的污染物，尤其能快速有效地清理废水中小颗粒悬浮物和对废水进行杀菌，大大提高了对废水的处理效果。
本发明所采用的技术方案：
一种水产养殖用废水处理系统，包括沉淀池、处理箱和过滤池，所述沉淀池与处理箱间连接有吸水管，吸水管端部延伸于所述沉淀池内并设有滤笼，所述吸水管上设有水泵一和进水阀；
所述处理箱内设有压力传感器，所述处理箱侧壁上设有臭氧发生器、空气压缩机和控制器，所述空气压缩机的进气端连接于所述臭氧发生器，所述空气压缩机的排气端连接有设于所述处理箱顶壁内的气道，所述气道连接有设于所述处理箱顶壁内的环形槽，所述处理箱顶部上设有空心轴、缸体、支架、排气阀、气动马达和密封投料机构，所述空心轴转动穿设于所述处理箱顶部上并贯穿于所述环形槽中间处，所述空心轴侧壁上设有多个连通于所述环形槽与空心轴内部的连通孔，所述空心轴两端上分别设有被动锥齿轮和喷管，所述喷管上设有多个喷气孔，所述空心轴上还设有被动齿轮和多个搅拌杆，所述缸体底部与所述处理箱内部连通，所述缸体内设有活塞，所述活塞上表面连接有穿设于所述缸体顶部上有齿条，所述缸体内的顶部与活塞上表面间连接有弹簧，所述支架侧壁上转动穿设有转轴一，所述转轴一的一端上设有啮合于所述齿条的单向齿轮，所述转轴一的另一端通过增速机构驱接于所述被动锥齿轮，所述排气阀连通于所述处理箱内部，所述气动马达的进气端连接于所述排气阀，所述气动马达的输出轴上设有与所述被动齿轮相啮合的主动齿轮；
所述过滤池与所述处理箱的底部间连接有排水管，所述排水管上设有排水阀和水泵二，所述过滤池内的中部设有滤网；
所述控制器电连接于所述臭氧发生器、压力传感器、空气压缩机、密封投料机构、排气阀、水泵一、水泵二、进水阀和排水阀。
进一步的，所述密封投料机构包括储料斗，所述储料斗通过固定架安装于所述处理箱顶部上，所述储料斗底部上连接有排料阀，所述排料阀通过排料管连接于所述气道，所述排料阀电连接于所述控制器。
进一步的，密封投料机构包括储料斗，所述储料斗通过固定架安装于所述处理箱顶部上，所述储料斗顶部拆卸式设有密封盖，所述密封盖与所述储料斗顶部间设有密封圈，所述储料斗底部上连胜有排料阀，所述排料阀通过排料管连接于所述处理箱内的顶部，所述排料阀电连接于所述控制器。
进一步的，所述臭氧发生器的排气端通过吸气管连接于所述空气压缩机的进气端，所述空气压缩机的排气端通过排气管一连接于所述气道。
进一步的，所述排气阀连接有排气管二，所述排气管二连接有空气放大器，所述空气放大器连接于所述气动马达的进气端。
进一步的，所述增速机构包括设于所述支架侧壁上的增速器，所述转轴一端部连接于所述增速器的输入端，所述增速器的输出端连接有转轴二，所述转轴二转动连接于所述支架侧壁上，所述转轴二上设有与所述被动锥齿轮相啮合的主动锥齿轮。
进一步的，所述沉淀池和过滤池底部分别设有排渣阀一和排渣阀二，所述控制器连接于所述排渣阀一和排渣阀二。
进一步的，所述排水管上还设有单向阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明先利用沉淀池对废水进行沉淀，通过滤笼将废水中的大颗粒污染物隔离并利用水泵一将废水抽送于处理箱中，通过密封投料机构将絮凝剂投于处理箱内，启动臭氧发生器和空气压缩机，空气压缩机将混合臭氧的空气输送于处理箱内，且进水阀、排水阀、排气阀和密封投料机构均处于关闭状态，使得处理箱整体处于密封状态，随着空气压缩机不断向处理箱内输送空气，处理箱内的气压逐渐增加，使得活塞被带动在缸体内向上滑动，活塞带动齿条向上滑动，齿条通过单向齿轮带动转轴一在支架上旋转，转轴一通过增速机构带动空心轴在处理箱顶部上旋转，空心轴带动搅拌杆和喷管在处理箱内旋转，以对废水进行搅拌，大大提高了絮凝剂的混合效果，进而提高絮凝效果，避免小颗粒悬浮物穿过滤网，进而提高了对小颗粒悬浮物的过滤效果，利用旋转的喷管向废水中喷射臭氧可增加气泡向上运动的流程，同时利用搅拌杆搅拌可使得部分气泡破裂，有利于提高臭氧的溶水效果，进而提高杀菌效果；此过程中，利用压力传感器检测处理箱内的气压，当气压达到预设定值时控制排气阀打开，使处理箱内的空气经排气阀流向气动马达，气动马达带动空心轴继续旋转，可充分利用排气进行驱动，起到节能效果；另外，本发明实现在处理箱内注入臭氧后对其进行增压处理，可增加水溶解臭氧的能力，进而提高臭氧的溶水效果，且在增压后可对微生物和细菌造成损伤(对细胞膜造成损伤)，进一步提高了杀菌效果；经杀菌和絮凝后的废水经水泵二输送于过滤池后，自下而上被滤网过滤，使本发明可有效降低废水中的污染物，尤其能快速有效地清理废水中小颗粒悬浮物和对废水进行杀菌，大大提高了对废水的处理效果。
附图说明
图1为实施例一的整体结构示意图；
图2为图1中的A处放大图；
图3为图2中的B处放大图；
图4为图2中的C处放大图；
图5为图2中的D处放大图；
图6为实施例一的控制原理图；
图7为实施例二的局部结构示意图；
图中：1、空心轴；2、处理箱；3、臭氧发生器；4、吸气管；5、空气压缩机；6、排气管一；7、压力传感器；8、支架；9、进水阀；10、吸水管；11、水泵一；12、控制器；13、搅拌杆；14、喷管；15、排水阀；16、排水管；17、水泵二；18、单向阀；19、过滤池；20、排渣阀二；21、滤笼；22、排渣阀一；23、沉淀池；24、滤网；25、排水口；26、气道；27、排料管；28、排料阀；29、储料斗；30、密封圈；31、密封盖；32、环形槽；33、连通孔；34、气动马达；35、被动齿轮；36、主动齿轮；37、被动锥齿轮；38、主动锥齿轮；39、转轴二；40、增速器；41、转轴一；42、单向齿轮；43、齿条；44、弹簧；45、活塞；46、缸体；47、排气阀；48、排气管二；49、空气放大器；50、喷气孔；51、固定架。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例一：
参见图1至6，本发明提供一种水产养殖用废水处理系统，包括沉淀池23、处理箱2和过滤池19，沉淀池23与处理箱2间连接有吸水管10，吸水管10端部延伸于沉淀池23内并设有滤笼21，吸水管10上设有水泵一11和进水阀9，利用沉淀池23收集排放的养殖水进行沉淀，大大减轻了后续过滤件的负荷，避免频繁清理过滤件，通过控制进水阀9打开并启动水泵一11，可将沉淀池23内的水经滤笼21过滤后被水泵一11抽入处理箱2内，经过沉淀和滤笼21的配合处理，使得大颗粒的污染物被去除并保留于沉淀池23中；
处理箱2侧壁上设有臭氧发生器3、空气压缩机5和控制器12，臭氧发生器33具有进气端和排气端，当空气由其进气端进入臭氧发生器3后由其内部的高压放电元件释放高压电将氧气电离后聚合成臭氧分子，臭氧发生器3为现有技术这里不多做说明，空气压缩机5的进气端通过吸气管4连接于臭氧发生器3的排气端，处理箱2顶壁内设有气道26，空气压缩机5的排气端通过排气管一6连接有设于气道26，处理箱2顶壁内的中间处设有环形槽32，气道26连接有设于环形槽32，处理箱2顶部中间处转动穿设有空心轴1，空心轴1贯穿于环形槽32中间处，空心轴1侧壁上沿其径向上设有多个连通孔33，环形槽32与空心轴1内部通过连通孔33连通，空心轴1上端和下端上分别固定设有被动锥齿轮37和喷管14，喷管14上沿其轴向均匀设有多个喷气孔50，空心轴1的上部和下部分别固定设有被动齿轮35和多个搅拌杆13，被动齿轮35位于处理箱2上方，搅拌杆13位于处理箱2内，空心轴1带动搅拌杆13和喷管14在处理箱2内旋转时，可对废水进行搅拌和旋转喷气。空气进入臭氧发生器3内后产生臭氧，臭气经吸气管4进入空气压缩机5后被压缩，再依次经排气管一6、气道26、环形槽32和连通孔33进入空心轴1内部，最近经喷管14并由喷气孔50喷出，利用环形槽32和连通孔33的配合设计，可保证空心轴1在旋转过程中气道26持续向空心轴1内部输送臭氧；
处理箱2顶部的右侧上还固定设有缸体46，缸体46底部为开口结构并与处理箱2内部连通，缸体46内滑动设有活塞45，活塞45上表面固定连接有齿条43，齿条43滑动穿设于缸体46顶部上，齿条43上套设有弹簧44，弹簧44两端分别连接于缸体46内的顶部和活塞45上表面，活塞45在缸体46内滑动时可带动齿条43在缸体46顶部上滑动；处理箱2顶部上固定设有U形的支架8，支架8右侧壁上转动穿设有转轴一41，转轴一41的右端上固定设有单向齿轮42，单向齿轮42啮合于齿条43，转轴一41的左端通过增速机构驱接于被动锥齿轮37，当处理箱2内气压增加时，活塞45压缩弹簧44并带动齿条43向上滑动时，齿条43会通过单向齿轮42带动转轴一41在支架8右侧壁上旋转，转轴一41通过增速机构提速后通过被动锥齿轮37带动空心轴1在处理箱2顶壁上快速旋转；当泄压时，弹簧44通过活塞45带动齿条43向下滑动进行复位，利用单向齿轮42的单向传动，此过程中齿条43会带动单向齿轮42在转轴一41上空转；
处理箱2内顶部上设有压力传感器7，用于检测处理箱2内的气压并传递于控制器12，处理箱2顶部上设有密封投料机构，通过控制器12可控制密封投料机构向处理箱2内投放絮凝剂，处理箱2顶壁上镶嵌有排气阀47，排气阀47的进气端连通于处理箱2内部，处理箱2顶部上固定安装有气动马达34，气动马达34的进气端通过排气管二48连接于排气阀47的排气端，气动马达34的输出轴上固定设有主动齿轮36，主动齿轮36与被动齿轮35相啮合，当压力传感器7检测到处理箱2内压力达到预设定值时，控制排气阀47打开，使处理箱2内的压缩空气依次经排气阀47、排气管二48流入气动马达34内以进行驱动，气动马达34通过主动齿轮36和被动齿轮35的相配合带动空心轴1继续旋转，在齿条43的配合下以交替驱动空心轴1，以提高搅拌效果，进而提高絮凝效果，当处理箱2内气压降为预设定值时，控制器12控制排气阀47关闭；
过滤池19与处理箱2的底部间连接有排水管16，过滤池19侧壁的上部设有排水口25，以将过滤后的水排出，排水管16上设有排水阀15和水泵二17，过滤池19内的中部设有滤网24，在处理箱2内对废水处理达到预设定时间后，通过控制器12控制排水阀15打开并启动水泵二17，将处理箱2内完成絮凝和杀菌后的废水经排水管16输送于过滤池19底部，最后通过控制器12控制排水阀15关闭以开始新一轮废水处理；
控制器12电连接于臭氧发生器3、压力传感器7、空气压缩机5、密封投料机构、排气阀47、水泵一11、水泵二17、进水阀9和排水阀15，控制器12采用西门子S7-200smartPLC，控制器12控制原理为：控制器12控制进水阀9打开，同时控制水泵一11工作，以将沉淀池23内的废水抽入处理箱2内，完成注水后，控制器12控制进水阀9关闭，控制水泵一11停止工作，控制器12控制密封投料机构向处理箱2内投放絮凝剂，控制器12控制臭氧发生器3和空气压缩机5工作，以向处理箱2内持续输入臭氧并增压，在此过程中控制器12通过压力传感器7监测处理箱2内的气压，当处理箱2内的气压达到0.7Mpa时，控制器12控制排气阀47打开以进行泄压，当处理箱2内压力降为0.1Mpa时，控制器12控制排气阀47关闭，如此循环，直至处理20分钟后(此处理时间为罗非鱼养殖废水处理时间，其他废水可视其污染程度适当增加或减小处理时间)，控制器12控制排水阀15打开和控制水泵二17启动，以将处理完的废水输送于过滤池19底部，实现自动化废水处理，使得废水处理操作方便。
本发明废水处理原理为：先利用沉淀池23对废水进行沉淀，通过滤笼21将废水中的大颗粒污染物隔离，利用水泵一11将废水抽送于处理箱2中，通过密封投料机构将絮凝剂投于处理箱2内，启动臭氧发生器3和空气压缩机5，空气压缩机5将混合臭氧的空气输送于处理箱2内，且进水阀9、排水阀15、排气阀47和密封投料机构均处于关闭状态，使得处理箱2整体处于密封状态，随着空气压缩机5不断向处理箱2内输送空气，处理箱2内的气压逐渐增加，使得活塞45被带动在缸体46内向上滑动，活塞45带动齿条43向上滑动，齿条43通过单向齿轮42带动转轴一41在支架8上旋转，转轴一41通过增速机构带动空心轴1在处理箱2顶部上旋转，空心轴1带动搅拌杆13和喷管14在处理箱2内旋转，以对废水进行搅拌，大大提高了絮凝剂的混合效果，进而提高絮凝效果，避免小颗粒悬浮物穿过滤网24，进而提高了对小颗粒悬浮物的过滤效果，利用旋转的喷管14向废水中喷射臭氧可增加气泡向上运动的流程，同时利用搅拌杆13搅拌可使得部分气泡破裂，有利于提高臭氧的溶水效果，进而提高杀菌效果；此过程中，利用压力传感器7检测处理箱2内的气压，当气压达到预设定值时控制排气阀47打开，使处理箱2内的空气经排气阀47流向气动马达34，气动马达34带动空心轴1继续旋转，可充分利用排气进行辅助驱动，起到节能效果；另外，本发明实现在处理箱2内注入臭氧后对其进行增压处理，可增加水溶解臭氧的能力，进而提高臭氧的溶水效果，且在增压后可对微生物和细菌造成损伤(对细胞膜造成损伤)，进一步提高了杀菌效果，另外通过增加压进行泄压以向处理箱2内注入新的臭氧，可保证向废水中注入的臭氧量；经杀菌和絮凝后的废水经水泵二17输送于过滤池19后，自下而上被滤网24过滤，使本发明可有效降低废水中的污染物，尤其能快速有效地清理废水中小颗粒悬浮物和对废水进行杀菌，大大提高了对废水的处理效果。且本发明通过将臭氧杀菌与絮凝进行同步处理大大缩短了整体废水处理时间，废水处理效率高，且通过向水中喷射臭氧使水产生曝气，有利于提高絮凝效果和效率。
具体的，密封投料机构包括储料斗29，储料斗29通过固定架51固定安装于处理箱2顶部上，储料斗29底部上连接有排料阀28，排料阀28通过排料管27连接于处理箱2内的顶部，排料阀28电连接于控制器12，储料斗29内储存有絮凝剂，需要投料时通过控制器12将排料阀28打开，絮凝剂通过排料管27直接落于处理箱2内，完成投料后通过控制器12控制排料阀28关闭，避免处理箱2内空气泄漏。
具体的，排气管二48连接有空气放大器49，空气放大器49连接于气动马达34的进气端，处理箱2内排出的空气输入于空气放大器49的高压进气端后被放大，使空气放大器49向气动马达34输送高速高压流气，相对于排气管二48直接连接于气动马达34的进气端，可提高更充分的空气量，进而大大增加了气动马达34的驱动力。
具体的，增速机构包括固定设于支架8侧壁上的增速器40，增速器40采用现有技术中的行星齿轮减速器，在安装时将减速器输入端与输出端倒置可实现增速，转轴一41端部连接于增速器40的输入端(减速器的输出端)，增速器40的输出端(减速器的输入端)连接有转轴二39，转轴二39左端转动连接于支架8左侧壁上，转轴二39上设有与被动锥齿轮37相啮合的主动锥齿轮38，转轴一41输入增速器40增速后，增速器40带动转轴二39增速转动，转轴二39通过主动锥齿轮38带动被动锥齿轮37转动。
具体的，沉淀池23和过滤池19底部分别设有排渣阀一22和排渣阀二20，控制器12连接于排渣阀一22和排渣阀二20，对沉淀池23和过滤池19进行清洗时，控制器12控制排渣阀一22和排渣阀二20打开，以将污染物排出。
具体的，排水管16上还设有单向阀18防止过滤池19内的水反流回处理箱2内。
实施例二：
参见图7，本实施例与实施例一的区别在于：
具体的，密封投料机构包括储料斗29，储料斗29通过固定架51固定安装于处理箱2顶部上，储料斗29顶部拆卸式设有密封盖31，密封盖31与储料斗29顶部间设有密封圈30，使密封盖31与储料斗29顶部间构成密封结构，储料斗29底部上连接有排料阀28，排料阀28通过排料管27连接于气道26，排料阀28电连接于控制器12，其投料过程区别为：废水处理开始时，控制器12先控制臭氧发生器3和空气压缩机5工作，使得气道26内持续流动有高压气流，控制器12控制排料阀28打开，储料斗29内的絮凝剂落于气道26内后随着高压气流被带入喷管14内，再由喷气孔50直接喷入废水中，使絮凝剂可快速混合于废水中，相对实施例一本实施例的絮凝剂混合时间快，在同样的污水处理时间内，实施例二明显具有更充足的絮凝反应时间，使絮凝反应更充分，大大提高了絮凝效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种水产养殖用废水处理系统，其特征在于：包括沉淀池、处理箱和过滤池，所述沉淀池与处理箱间连接有吸水管，吸水管端部延伸于所述沉淀池内并设有滤笼，所述吸水管上设有水泵一和进水阀；
所述处理箱内设有压力传感器，所述处理箱侧壁上设有臭氧发生器、空气压缩机和控制器，所述空气压缩机的进气端连接于所述臭氧发生器，所述空气压缩机的排气端连接有设于所述处理箱顶壁内的气道，所述气道连接有设于所述处理箱顶壁内的环形槽，所述处理箱顶部上设有空心轴、缸体、支架、排气阀、气动马达和密封投料机构，所述空心轴转动穿设于所述处理箱顶部上并贯穿于所述环形槽中间处，所述空心轴侧壁上设有多个连通于所述环形槽与空心轴内部的连通孔，所述空心轴两端上分别设有被动锥齿轮和喷管，所述喷管上设有多个喷气孔，所述空心轴上还设有被动齿轮和多个搅拌杆，所述缸体底部与所述处理箱内部连通，所述缸体内设有活塞，所述活塞上表面连接有穿设于所述缸体顶部上有齿条，所述缸体内的顶部与活塞上表面间连接有弹簧，所述支架侧壁上转动穿设有转轴一，所述转轴一的一端上设有啮合于所述齿条的单向齿轮，所述转轴一的另一端通过增速机构驱接于所述被动锥齿轮，所述排气阀连通于所述处理箱内部，所述气动马达的进气端连接于所述排气阀，所述气动马达的输出轴上设有与所述被动齿轮相啮合的主动齿轮；
所述过滤池与所述处理箱的底部间连接有排水管，所述排水管上设有排水阀和水泵二，所述过滤池内的中部设有滤网；
所述控制器电连接于所述臭氧发生器、压力传感器、空气压缩机、密封投料机构、排气阀、水泵一、水泵二、进水阀和排水阀。
2.根据权利要求1所述的一种水产养殖用废水处理系统，其特征在于：所述密封投料机构包括储料斗，所述储料斗通过固定架安装于所述处理箱顶部上，所述储料斗底部上连接有排料阀，所述排料阀通过排料管连接于所述气道，所述排料阀电连接于所述控制器。
3.根据权利要求1所述的一种水产养殖用废水处理系统，其特征在于：密封投料机构包括储料斗，所述储料斗通过固定架安装于所述处理箱顶部上，所述储料斗顶部拆卸式设有密封盖，所述密封盖与所述储料斗顶部间设有密封圈，所述储料斗底部上连胜有排料阀，所述排料阀通过排料管连接于所述处理箱内的顶部，所述排料阀电连接于所述控制器。
4.根据权利要求1所述的一种水产养殖用废水处理系统，其特征在于：所述臭氧发生器的排气端通过吸气管连接于所述空气压缩机的进气端，所述空气压缩机的排气端通过排气管一连接于所述气道。
5.根据权利要求1所述的一种水产养殖用废水处理系统，其特征在于：所述排气阀连接有排气管二，所述排气管二连接有空气放大器，所述空气放大器连接于所述气动马达的进气端。
6.根据权利要求1所述的一种水产养殖用废水处理系统，其特征在于：所述增速机构包括设于所述支架侧壁上的增速器，所述转轴一端部连接于所述增速器的输入端，所述增速器的输出端连接有转轴二，所述转轴二转动连接于所述支架侧壁上，所述转轴二上设有与所述被动锥齿轮相啮合的主动锥齿轮。
7.根据权利要求1所述的一种水产养殖用废水处理系统，其特征在于：所述沉淀池和过滤池底部分别设有排渣阀一和排渣阀二，所述控制器连接于所述排渣阀一和排渣阀二。
8.根据权利要求1所述的一种水产养殖用废水处理系统，其特征在于：所述排水管上还设有单向阀。
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|---|---|---|---|---|
| CN117247175A (zh) * | 2023-10-01 | 2023-12-19 | 江苏省海洋水产研究所 | 一种海水虾蟹养殖池塘尾水生态治理工艺及装置 |
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2023
- 2023-04-27 CN CN202310468563.2A patent/CN116375285A/zh active Pending
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