CN118005203A - 一种简易式水处理装置、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种简易式水处理装置、系统及方法,水处理装置包括加药机构、进水机构、反应容器(1)、集污井(11)、出清机构和排渣机构;反应容器用于为污水提供产生絮凝和/或混凝反应的场所;进水机构用于将待处理的污水导入反应容器中;集污井位于反应容器的下方,集污井与反应容器的底部对接;出清机构为带出清阀(8)的出清管(6),出清管(6)位于反应容器的侧壁或底部;排渣机构为设置在集污井的底部的设有带排渣阀(7)的排渣管(9);还包括检测机构,检测机构用于检测反应容器中的液位高度。该简易式水处理装置、系统及方法能对污水进行定量的处理,结构简单,易于实施。
Description
技术领域
本发明特别涉及一种简易式水处理装置、系统及方法。
背景技术
在水处理系统中,需要加入混凝剂等粉末状的物料(如PAC、PAM和BAC等);PAC:俗称黄药;聚氯化铝,简称聚铝,英文缩写为PAC,无机高分子混凝剂;
PAM,俗称白药;絮凝剂;(PAM)聚丙烯酰胺是丙烯酰胺均聚物或与其他单体共聚的聚合物统称,(PAM)聚丙烯酰胺是水溶性高分子中应用最广泛的品种之一。(PAM)聚丙烯酰胺普遍应用于石油开采、造纸、水处理、纺织、医药、农业等行业。据统计,全球(PAM)聚丙烯酰胺的总产量中的37%用于废水处理,27%用于石油工业,18%用于造纸工业。
BAC俗称黑药;脱色剂;碱式氯化铝(BAC)外观灰色或黑色粒状固体,为一种无机高分子的高价聚合电解质混凝剂,是利用工业铝渣及铝灰和活性铝矾土为原料经过精制加工聚合而成,絮凝体形成快,沉淀速度高,因而反应沉淀时间可缩短,在相应条件下提高生产能力1.5-3倍。投加碱式氯化铝混凝时消耗水中碱度小于各种无机混凝剂,处理水的PH值降低也少。因而处理水时,特别在处理高浓度水时,可不加或少加碱性助剂及助凝剂。其脱色能力优于其他无机净水剂。此产品活性较高,在处理工业污水、造纸水、印染水方面有独特的效能。
现有技术中,容器中设有旋转的升降的滤筒,药液(水处理剂溶液)进入容器中,旋转的滤筒起到搅拌作用,使得药液与污水充分混合。但现有的升降过滤机构等较为复杂,有必要设计一种全新的水处理方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简易式水处理装置、系统及方法,该简易式水处理装置、系统及方法能间歇式地对污水进行处理,结构简单,易于实施,成本低。
发明的技术解决方案如下:
一种简易式水处理装置,又称基于絮凝沉淀的简易式水处理装置,包括加药机构、进水机构、反应容器(1)、集污井(11)、出清机构和排渣机构;
加药机构用于向反应容器中定量投入水处理剂粉末或溶液;
反应容器用于为污水提供产生絮凝和/或混凝反应的场所;
进水机构用于将待处理的污水导入反应容器中;进水机构包括进水管(5)和位于进水管上的进水阀;
集污井位于反应容器的下方,集污井与反应容器的底部对接,用于收集絮凝或混凝产生的沉淀物(即废渣);
出清机构为带出清阀(8)的出清管(6),出清管(6)位于反应容器的侧壁或底部;或者出清机构为抽液泵;
排渣机构为设置在集污井的底部的设有带排渣阀(7)的排渣管(9),或者,排渣机构为设置在集污井中的排污泵;
还包括检测机构,检测机构用于检测反应容器中的液位高度,或检测整个反应容器及其容纳物的总重量;总重量与污水量是对应关系。
加药机构、进水机构、出清机构和排渣机构均受控于控制器,检测机构与控制器相连。
控制器控制简易式水处理装置采用间歇式模式对污水进行处理。间歇式是指处理一批后再处理第二批。
在反应容器内设有搅拌机构。搅拌机构包括搅拌叶片14和搅拌杆2,拌叶片设置在搅拌杆上,或者搅拌机构为不连接出水管的潜水泵,直接在容器中推动水使得水循环,产生搅拌的效果。
反应容器的底部为锅状。即具有一定的斜度或锥度,便于沉淀物顺利进入集污井。
集污井中设有斜管(12),斜管是防止沉淀物向上翻起,有利于沉淀物沉淀。斜管是现有成熟技术,斜管一般用于斜管沉淀池。
出清管为多条。沿着反应容器的周向均匀布置。
反应容器为反应池或带支腿(10)的反应桶。
反应容器为圆桶形。
一种水处理系统,包括水处理装置和固液分离装置;水处理装置为前述的基于絮凝沉淀的简易式水处理装置;固液分离装置与排渣机构对接,用于对水处理装置形成的废渣进一步处理。
还包括深度处理装置,所述的深度处理装置为超滤膜或反渗透膜,深度处理装置与出清机构对接,用于对水处理装置形成的清水进一步处理。
还包括沼气池;沼气池与进水机构对接,沼气池输出的废水进入水处理装置处理。
一种简易式水处理方法,采用前述的水处理系统进行污水处理;
处理过程为:
步骤1:将污水导入反应容器中,加污水的同时或加污水后加入水处理剂,使得污水与水处理剂产生充分的混凝或絮凝反应;
步骤2:反应后形成的沉淀物沉积在集污井;沉淀完成后出清,出清是指排出反应容器的清液;
步骤3:出清后排渣,排渣是指将集污井中的沉淀物出;
再返回步骤1进行下一次处理。
根据集污井中的沉淀量,若沉淀量少于预设值,则返回步骤1,若沉淀量达到预设值进入步骤3。如,预设值是达到集污井总容量的90%。
水处理剂与辅料混合后再加入到污水中。辅料是指纸浆,草木灰,面粉,磁粉等。加入量为现有成熟技术。水处理剂为PAM,PAC等。
有益效果:
本发明的简易式水处理装置、系统及方法,其容器中具有搅拌机构,能充分的搅拌药液与污水。而且,容器内结构较为简单,没有升降过滤机构等,易于实施,采用智能化控制,可以进一步实现远程控制。
整个系统可靠性高,没有复杂的机械结构(如升降机构等),易于制造和维护,成本低,适合推广实施。
附图说明
图1为基于絮凝沉淀的简易式水处理装置的总体结构示意图。
图2为定量加药装置结构示意图;
图3为具有斜向落料通道的缓存料仓与称重机构配合示意图;
图4为斜管(斜板)的横截面示意图(之一);
图5为斜管(斜板)的横截面示意图(之二);
图6为倾斜式固液分离装置的总体结构示意图;
图7为具有毛刷的清洁机构与滤筒相对位置示意图;
图8为具有刮板(刮条)的清洁机构与滤筒相对位置示意图;
图9为基于螺旋推送机构的固液分离装置的总体结构示意图;
图10为固定板正面结构示意图;
图11为活动板正面结构示意图;
图12为闸门的总体结构示意图;
图13为闸门动作示意图。
标号说明:1-反应容器,2-搅拌杆,3-加药口,4-搅拌轴,5-进水管,6-排水管,7-排渣阀,8-出清阀,9-排渣管,10-支腿,11-集污井,13-容器底部,14-搅拌叶片。
17-斜管。
21-主料仓,22-落料阀门,23-缓存料仓,24-漏药板,25-支撑柱,26-称重台,27-通孔,28-加药口,29-容器上盖,30-落料通道;
31-转轴,32-连接杆,33-滤筒,34-滤孔;35-清液容器,36-固渣容器;37-刮板,38-毛刷,39-支架;
40-螺旋推送机构,41-清洁部件,42-透水孔。
50-拉绳,51-固定板,52-第一通孔,53-活动板,54-密封条,55-第二通孔,56-安装座,57-密封垫,58-螺钉,59-定滑轮。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于一下具体实施例。
除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例1:如图1,一种基于絮凝沉淀的简易式水处理装置,包括加药机构、进水机构、反应容器1、集污井11、出清机构和排渣机构;
加药机构用于向反应容器中定量投入水处理剂粉末或溶液;
反应容器用于为污水提供产生絮凝和/或混凝反应的场所;
进水机构用于将待处理的污水导入反应容器中;进水机构包括进水管5和位于进水管上的进水阀;
集污井位于反应容器的下方,集污井与反应容器的底部对接,用于收集絮凝或混凝产生的沉淀物(即废渣);
出清机构为带出清阀8的出清管6,出清管6位于反应容器的侧壁或底部;或者出清机构为抽液泵;
排渣机构为设置在集污井的底部的设有带排渣阀7的排渣管9,或者,排渣机构为设置在集污井中的排污泵;
还包括检测机构,检测机构用于检测反应容器中的液位高度,或检测整个反应容器及其容纳物的总重量;总重量与污水量是对应关系。
加药机构、进水机构、出清机构和排渣机构均受控于控制器,检测机构与控制器相连。
在反应容器内设有搅拌机构。搅拌机构包括搅拌叶片14和搅拌杆2,拌叶片设置在搅拌杆上,或者搅拌机构为不连接出水管的潜水泵,直接在容器中推动水使得水循环,产生搅拌的效果。反应容器的底部为锅状。即具有一定的斜度或锥度,便于沉淀物顺利进入集污井。
集污井中设有斜管12,斜管是防止沉淀物向上翻起,有利于沉淀物沉淀。斜管是现有成熟技术,斜管一般用于斜管沉淀池。
出清管为多条。沿着反应容器的周向均匀布置。
反应容器为反应池或带支腿10的反应桶。
反应容器为圆桶形。
一种水处理系统,包括水处理装置和固液分离装置;水处理装置为前述的基于絮凝沉淀的简易式水处理装置;固液分离装置与排渣机构对接,用于对水处理装置形成的废渣进一步处理。
还包括深度处理装置,所述的深度处理装置为超滤膜或反渗透膜,深度处理装置与出清机构对接,用于对水处理装置形成的清水进一步处理。
还包括沼气池;沼气池与进水机构对接,沼气池输出的废水进入水处理装置处理。
所述的水处理剂为PAC,PAM和BAC。具体加入量为现有成熟技术。
先加PAC,再加PAM,再加BAC,最后再加PAM。
所述的污水为养殖废水,如猪粪水等。
工作过程说明:污水进入反应容器的同时,加入水处理剂,在搅拌机构的作用下,污水与水处理剂充分混合,形成混凝以及絮凝反应,形成的沉淀(废渣)进入集污井,10-15分钟后,沉淀完成,在出清,即将清水抽出或导出,再将集污井中的废渣排出,之后对下一批次的污水进行处理,实现间歇式的水处理。
一种简易式水处理方法,采用前述的水处理系统进行污水处理;
处理过程为:
步骤1:将污水导入反应容器中,加污水的同时或加污水后加入水处理剂,使得污水与水处理剂产生充分的混凝或絮凝反应;
步骤2:反应后形成的沉淀物沉积在集污井;沉淀完成后出清,出清是指排出反应容器的清液;
步骤3:出清后排渣,排渣是指将集污井中的沉淀物出;
再返回步骤1进行下一次处理。
根据集污井中的沉淀量,若沉淀量少于预设值,则返回步骤1,若沉淀量达到预设值进入步骤3。如,预设值是达到集污井总容量的90%。
水处理剂与辅料混合后再加入到污水中。辅料是指纸浆,草木灰,面粉,磁粉等。加入量为现有成熟技术。水处理剂为PAM,PAC等。
加药装置说明:为如图2,一种加药装置,包括控制器、缓存料仓23、称重机构、第一落料开关和第二落料开关;缓存料仓设置在称重机构上;
第一落料开关和第二落料开关均受控于控制器;称重机构上设有用于称重的传感器;所述的传感器与控制器相连;
第一落料开关设置在主料仓21底部或设置在与主料仓连通的输料通道上;第一落料开关用于控制物料从主料仓进入缓存料仓;
第二落料开关设置在缓存料仓23底部或设置在与缓存料仓连通的输料通道上;第二落料开关用于控制物料从缓存料仓排出,如进入反应容器中等。
所述的第一落料开关和第二落料开关采用落料阀门23或活动式的漏药板24(可翻转的板状机构)。
所述的落料阀门为开度阀。
主料仓中设有搅拌机构,防止出料口被堵塞。
主料仓或缓存料仓的下端为锥形,即采用漏斗形状,便于漏料。
缓存料箱通过支撑柱25或连接板设置在称重机构上;传感器设置在支撑柱或连接板的底部,这样能称量出实时重量数据。
所述的控制器为DSP、单片机或ARM处理器。
控制器连接有通信模块。3G,4G,5G模块,wifi模块,蓝牙模块等。串行口等。
控制器连接有MMI。显示屏,键盘,触摸屏等,用于设置参数等。
如图2,称重机构包括称重台26,称重台设有用于物料通过的通孔27,第二落料开关设置在缓存料仓23的底部下方。
如图3,缓存料底部设有斜向下的落料通道,第二落料开关设置在落料通道上。
斜管沉淀是现有技术,斜管沉淀池是根据浅池沉淀理论设计出的一种高效组合式沉淀池;也统称为浅池沉淀池。在沉降区域设置许多密集的斜管或斜板,使水中悬浮杂质在斜板或斜管中进行沉淀,水沿斜板或斜管上升流动,分离出的泥渣在重力作用下沿着斜板(管)向下滑至池底,再集中排出。这种池子可以提高沉淀效率50-60%,在同一面积上可提高处理能力3-5倍。可根据原废水的试验数据来设计不同流量的斜管沉淀器,使用时一般都要投加絮凝剂。参见链接:https://www.xianjichina.com/news/details_43351.html。
固液分离装置介绍:
如图6-9,一种倾斜式固液分离装置,包括动力机构、过滤机构和清洁机构;
动力机构用于驱动过滤机构与清洗机构相对旋转;
过滤机构包括倾斜式的滤筒33;滤筒相对水平面倾斜设置;倾斜角度为a,5<a<60;滤筒的高端具有污水进入的通道,滤筒的低端具有固渣排出的通道;通道是可以是开口,便于固渣排出;
混合污水从滤筒的高端进入滤筒后,清液从滤筒上的滤孔34流出;固渣从滤筒的低端排出;清洁机构用于清除滤筒内壁粘附的固渣;
还包括转轴31;清洁机构设置在转轴上;清洁机构包括清洗部件;清洗部件直接安装在转轴上,或清洗部件通过安装部件安装在转轴上;
还包括设置在滤筒下方的清液容器35。
动力机构与转轴传动连接;滤筒固定或保持自由状态;保持自由状态式活动式的,不与动力机构有任何连接关系,这种模式是,清洗机构动,而滤筒静止或一定程度上的随动,如在刮板带动下有轻微的转动。此时滤筒可以是以滚珠轴承的方式安装在转轴上。
动力机构与滤筒传动连接;清洁机构固定或保持自由状态;保持自由状态是活动式的,不与动力机构有任何连接关系,这种模式是,滤筒旋转,而清洗机构不动或轻微的随动,如在滤筒的带动下有轻微的转动。此时滤筒可以是以滚珠轴承的方式安装在转轴上。动力机构通过齿轮或带轮等带动滤筒旋转。
倾斜角度优选小于30度。优选15度,7.5度等。
安装部件为连接杆,连接板或连接框架。
清洗部件为刮板37或毛刷38。优选硅胶材质的刮板。
清洗部件为多个,且相对于转轴对称设置。如2个,对称设置,或3个以上,周向等分布置。
还包括设置在滤筒下端出口下方的固渣容器36。
动力机构包括电机和减速机构。如减速齿轮,优选低速旋转,如每分钟100转以下。减速机构用于将转速降低。
还包括反冲洗机构,设置在滤筒外侧,用于从外侧反冲洗滤筒,反冲洗机构包括多个高压水喷头,从外侧对滤筒进行喷水,此时优选滤筒旋转,以清除滤孔中的堵塞物,可以是工作一段时间后反冲洗一次,如工作10分钟反冲洗一次。
过滤机构由支架39支撑。
工作模式说明:通过液泵将污水(优选絮凝后的水)进入滤筒的高端,滤筒与刮板相对低速旋转,清水经过滤筒外壁的滤孔流出,进入清液容器35中收集,固渣等在清洁机构(刮板等)的作用以及重力的作用下向滤筒的下端移动,并掉落到固渣容器36中,循环不断的工作。工作一段时间(如定时15分钟,或检测到清液容器中水位上升异常,若低于预期的变化率,则表示堵孔),启动反冲洗机构,对滤筒进行反冲洗。
清液容器中的清水进行下一步处理(如反渗透处理等),固渣容器中固渣进行进一步处理,如采用叠螺机处理等。
如图9,一种基于螺旋推送机构的固液分离装置,包括螺旋推送机构和过滤机构;
螺旋推送机构由动力机构驱动,如液压机构,电机等。
过滤机构包括滤筒33;滤筒固定或保持自由状态;保持自由状态是活动式的,不受外力直接驱动,最多在清洁机构的带动下被动地有一定的旋转,这样的好处是滤筒上方的滤孔也能利用到。此时滤筒可以是以滚珠轴承的方式安装在转轴上。
滤筒的前端设有进水管,进水管用于将污水导入到滤筒中;进水管可以设置在滤筒的外侧,将水射入滤筒中,优选的,进水管优选伸入到滤筒中,这样可以避免将絮凝物打碎。同时螺旋推送机构也缓慢旋转,如分钟100转以内。
滤筒的筒壁上设有多个滤孔34;混合污水从滤筒的前端进入滤筒后,清液从滤筒筒壁上的滤孔流出;固渣从滤筒的后端排出;
螺旋推送机构的螺旋体的外边缘处设有清洗部件;清洗部件与滤筒内壁接触,清洗部件用于清洗滤筒内壁;
还包括设置在滤筒下方的清液容器35。清洗部件采用耐磨材料,优选硅胶条。
滤筒的前端的直径大于后端的直径。即滤筒具有一定的锥度,挤压以及清洁推动的效果更好。
滤筒的前端具有防止水倒流的内沿。相当于一个台阶,防止污水倒流。
滤筒的后端具有固渣容器36。
过滤机构安装在支架上。通过轴承等机构安装。
螺旋推送机构的螺旋体上设有透水通道。如采用透水孔42,或者是透水缝隙等。
还包括控制器,推送机构、进水管上的进水阀均受控于控制器。控制器为MCU,单片机等。控制器用于控制转速,控制启停等。
控制器连接有通信模块。如3G,4G模块等。
基于螺旋推送机构的固液分离装置还包括用于现场视频监控的摄像头,优选网络摄像头。
优选的,滤筒倾斜设置,滤筒相对水平面倾斜设置;倾斜角度为a,5<a<60;滤筒的高端具有污水进入的通道,滤筒的低端具有固渣排出的通道;通道是可以是开口,便于固渣排出。利用这个倾斜度,便于水往低端自然流动。
还包括反冲洗机构,用于外部喷头对滤筒进行反冲洗。
工作模式说明:通过液泵将污水(优选絮凝后的水)进入滤筒的高端,滤筒与螺旋体相对低速旋转,清水经过滤筒外壁的滤孔流出,进入清液容器35中收集,固渣等在清洁机构(刮板等)的作用以及重力的作用下向滤筒的下端移动,并掉落到固渣容器36中,循环不断的工作。工作一段时间(如定时15分钟,或检测到清液容器中水位上升异常,若低于预期的变化率,则表示堵孔),启动反冲洗机构,对滤筒进行反冲洗。
清液容器中的清水进行下一步处理(如反渗透处理等),固渣容器中固渣进行进一步处理,如采用叠螺机处理等。
为避免絮凝物被打碎,固液分离装置的旋转部件的旋转速度控制在200r/min以下。
所述的水处理剂为PAC,PAM和BAC。具体加入量为现有成熟技术。
优选的,先加PAC,再加PAM,再加BAC,最后再加PAM。
进一步,出清机构还包括闸门机构,结构参见图10-13;
一种水闸,包括安装座56、闸板和闸板驱动机构;安装座为2个,安装座上设有用于插入闸板的插槽;所述的闸板包括固定板51和活动板53;
所述的固定板插座在插槽内并固定;活动板插装在插槽内,且活动板在闸板驱动机构的作用下,能相对于固定板上下滑动;
固定板上设有第一通孔52,活动板上设有第二通孔55;当活动部滑动到第一通孔与第二通孔对准时,闸门处于导通状态;当活动部滑动到第一通孔与第二通孔完全错开时,闸门处于关闭状态。
所述的第一通孔与第二通孔直径相同。直径也可以不同。
所述的第一通孔和第二通孔均为阵列式设置,呈N行M列设置,N≥2,M≥2;闸门打开时,MXN个第一通孔与MXN个第二通孔对应对准。
第二通孔周围设有密封条54。
固定板通过螺钉58固定在安装座上。
活动板的左右两侧处设有密封垫57。密封垫随着活动板动,作用是实现槽与活动板之间的密封。
闸板驱动机构为推杆式驱动机构或拉绳式驱动机构。
拉绳式驱动机构包括拉绳50、定滑轮59和驱动电机;拉绳的下端与活动板的上侧相连,拉绳绕装在定滑轮上;拉绳的上端缠绕在驱动的电机的转轴上。推杆式驱动机构为常用的驱动机构。
Claims (10)
1.一种简易式水处理装置,其特征在于,包括加药机构、进水机构、反应容器(1)、集污井(11)、出清机构和排渣机构;
加药机构用于向反应容器中定量投入水处理剂粉末或溶液;
反应容器用于为污水提供产生絮凝和/或混凝反应的场所;
进水机构用于将待处理的污水导入反应容器中;进水机构包括进水管(5)和位于进水管上的进水阀;
集污井位于反应容器的下方,集污井与反应容器的底部对接,用于收集絮凝或混凝产生的沉淀物(即废渣);
出清机构为带出清阀(8)的出清管(6),出清管(6)位于反应容器的侧壁或底部;或者出清机构为抽液泵;
排渣机构为设置在集污井的底部的设有带排渣阀(7)的排渣管(9),或者,排渣机构为设置在集污井中的排污泵;
还包括检测机构,检测机构用于检测反应容器中的液位高度,或检测整个反应容器及其容纳物的总重量;
加药机构、进水机构、出清机构和排渣机构均受控于控制器,检测机构与控制器相连;
控制器控制简易式水处理装置采用间歇式模式对污水进行处理。
2.根据权利要求1所述的简易式水处理装置,其特征在于,在反应容器内设有搅拌机构。
3.根据权利要求1所述的简易式水处理装置,其特征在于,集污井中设有斜管(12)。
4.根据权利要求1所述的简易式水处理装置,其特征在于,出清管为多条。
5.一种水处理系统,其特征在于,包括水处理装置和固液分离装置;水处理装置为权利要求1-4任一项所述的简易式水处理装置;固液分离装置与排渣机构对接,用于对水处理装置形成的废渣进一步处理。
6.根据权利要求5所述的水处理系统,其特征在于,还包括深度处理装置,所述的深度处理装置为超滤膜或反渗透膜,深度处理装置与出清机构对接,用于对水处理装置形成的清水进一步处理。
7.根据权利要求5所述的水处理系统,其特征在于,还包括沼气池;沼气池与进水机构对接,沼气池输出的废水进入水处理装置处理。
8.一种简易式水处理方法,其特征在于,采用权利要求5-7任一项所述的水处理系统进行污水处理;处理过程为:
步骤1:将污水导入反应容器中,加污水的同时或加污水后加入水处理剂,使得污水与水处理剂产生充分的混凝或絮凝反应;
步骤2:反应后形成的沉淀物沉积在集污井;沉淀完成后出清,出清是指排出反应容器的清液;
步骤3:出清后排渣,排渣是指将集污井中的沉淀物出;
再返回步骤1进行下一次处理。
9.根据权利要求8所述的简易式水处理方法,其特征在于,根据集污井中的沉淀量,若沉淀量少于预设值,则返回步骤1,若沉淀量达到预设值进入步骤3。
10.根据权利要求7所述的简易式水处理方法,其特征在于,水处理剂与辅料混合后再加入到污水中。
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CN202210990719.9A CN118005203A (zh) | 2022-08-18 | 2022-08-18 | 一种简易式水处理装置、系统及方法 |
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