CN213014197U - 一种河湖藻类原位收集与处理处置的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种河湖藻类原位收集与处理处置的装置，它是采用原位移动方式收集藻水混合物，应用超声与絮凝的协同作用，现场实现藻水混合物的快速分离，在去除水体中藻类的同时，将藻类收集脱水后存储起来进行资源化利用。该装置包括船体、可升降收集装置、藻水混合液快速分离装置、藻类压缩脱水装置和藻类存储装置。该装置体积小巧、灵活性高，可在暴发藻华的水体中边移动边进行收集处理，特别适用于河流湖泊等水体，具有结构简单、成本低、操作方便、收集处理藻类的效果好、不会给水体带来二次污染的特点，达到河湖等水体中藻类快速收集并无害化处置的目的。

Description

一种河湖藻类原位收集与处理处置的装置

技术领域

本实用新型涉及一种河湖藻类原位收集与处理处置的装置，应用于河湖水面藻类的收集与处理，属于藻类处理技术领域。

背景技术

随着人口和经济的迅速发展，河流湖泊及城市水体的环境状况越来越差。目前中国水体富营养化的情况较为普遍，特别是在水库和湖泊中，富营养化导致藻华暴发的问题尤为严重。当水体中藻华暴发时，大量的藻类迅速生长，在表层水体中形成一层厚厚的藻华带，遮住了水体中的阳光，破坏了水体功能，降低水中溶解氧的含氧量，使水生动植物死亡。此外，大量油状水华的产生还会降低水体透明度及影响光线照射入水体，导致河湖水体生态系统破坏，丧失自我修复及净化功能。

现有技术中，常用的藻类处理方法有物理方法、化学方法和生物方法三大类，物理法包括气浮、过滤、机械打捞等；化学法主要使用一些化学杀藻药剂灭藻，常用的方法是用硫酸铜溶液喷洒杀藻；生物法主要是利用一些水生动物捕食藻类或一些微生物抑制藻类生长。其中，机械打捞和絮凝沉淀法是当今用来控制藻类爆发和减少其爆发危害的最有效的方式，但是，由于藻类微囊中含有气泡，使得藻类颗粒物悬浮在水体中，机械打捞设备调节收集藻类的范围比较困难，且运行成本高，而单纯投加絮凝剂无法较好的破坏藻类微囊中的气泡，使得絮凝后的藻类仍然呈悬浮状存在于水体中，不利于絮凝团体从水体中分离而除去。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种河湖藻类原位收集与处理处置的装置，用于克服现有技术中的缺陷，不仅快速收集河湖中的藻类，而且能够将藻类资源化利用。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种河湖藻类原位收集与处理处置的装置，其特征在于该装置包括船体、可升降收集装置、藻水混合液快速分离装置、藻类压缩脱水装置和藻类存储装置；可升降收集装置、藻水混合液快速分离装置、藻类压缩脱水装置和藻类存储装置全部搭载在船体1上；其中

可升降收集装置包括：八字收集斗2、收集斗升降调节器3、收集池4、藻水混合物暂存池5和第一吸水泵6-1，收集池4与藻水混合物暂存池5通过第一吸水泵6-1连接，藻水混合物暂存池5与处理水箱7通过第二吸水泵6-2连接，底部藻类絮凝后的排藻口10-1和10-2与螺旋压滤装置14通过蠕动泵15-1和15-2连接，絮凝剂药箱12和加药和絮凝搅拌器9连接，螺旋压滤装置14与藻类存放池16连接；

藻水混合液快速分离装置包括：第二吸水泵6-2、处理水箱7，内含超声波发生8-1和8-2，加药和絮凝搅拌器9、絮凝剂药箱12，底部有絮凝后的排藻口10-1和10-2，处理后的出水口11-1和11-2；

藻类压缩脱水装置包括：压缩仓13和螺旋压滤装置14，螺旋压滤装置14悬空架置在压缩仓13内；

藻类存储装置包括：蠕动泵15-1和15-2，藻类存放池16，蠕动泵15-1和15-2分别通过软管与藻类存放池16连接。

本实用新型所述的八字收集斗2和收集池4通过收集斗升降调节器3连接，第一吸水泵6-1通过软管与藻水混合物暂存池5上方连接，设有水位仪表盘。所述的加药和絮凝搅拌器9为中空的镂空管，加药和絮凝搅拌器上有上中下三层螺旋桨，可用于搅拌；所述的螺旋压滤装置14为从两头向中间压滤，中间有排口。

本实用新型进一步公开了利用河湖藻类原位收集与处理处置装置进行处理的方法，其特征在于：

船体1在藻华暴发的水体中以5m-10 m /分钟的速度进行行驶，通过调节收集斗升降调节器3，将八字收集斗2底部调节到藻类在水体中的最低层进行藻水混合物的收集，收集后的藻水混合物进行收集池4，然后通过第一吸水泵6-1，将其吸入藻水混合物暂存池5中，再通过第二吸水泵6-2将藻水混合物吸入处理水箱7中，处理水箱两侧的超声波发生器8-1和8-2产生超声波，使藻类失去活性，同时破坏了藻类的气囊，使其能够沉淀，同时加药和絮凝搅拌器9一边从絮凝剂药箱12中吸取絮凝剂从中间向水体四周外散，一边开始搅拌，使得破坏气囊后的藻类与絮凝剂充分絮凝沉淀；含有藻类的絮凝团通过底部的排藻口10-1和10-2进行收集，上清液通过出水口11-1和11-2排入原有河道或湖泊；在排藻口10-1和10-2收集后的藻类被吸入藻类压缩脱水装置中，分别从螺旋压滤装置14的两头开始压缩，压缩脱水后的藻类固体通过中间的排口进入藻类存放池16，脱完的水在压缩仓13中外排。需要说明的是：通过收集斗升降调节器3的调节，可以使得八字收集斗的斗底根据水体中藻类分层的厚度，在水面以下0m~1m之间调节。

本实用新型所述的藻水混合物暂存池5中的水位设有最低水位和最高水位警戒值，当水位达到最低水位警戒值时，可以加快船体的移动速度，提高处理效率；当水位达到最高水位警戒值时，可降低船体的移动速度或者是提高处理水箱7中的处理效率，保证处理质量；所述的超声波发生器8-1和8-2的超声功率在100W到10000W之间进行调节。

本实用新型所述的絮凝剂药箱12中的药剂全部为环境友好型絮凝药剂，不会对水体中产生二次污染；加药和絮凝搅拌器9中加药速率可控制为10ml/s~100ml/s，旋转速率为200转/分钟~4000转/分钟。

本实用新型更进一步公开了河湖藻类原位收集与处理处置装置进行处理的方法在快速收集河湖中的藻类方面的应用，实验结果显示：该装置在移动的过程中实现连续运行，藻类收集率可达到80%以上，处理后的藻类去除率达到55%~80%，处理后排出的水体中COD、总氮、总磷等指标，没有显著变化，说明本装置在藻类收集与处理处置过程中，不会对水体造成二次污染。本装置可在暴发藻华的水体中，尤其是河流湖泊等水体，边移动边进行藻类的收集处理，具有结构简单、成本低、操作方便、收集处理藻类的效果好、不会给水体带来二次污染的特点，达到河湖等水体中藻类快速收集并无害化处置的目的。

本实用新型更加详细的描述如下：

一种河湖藻类原位收集与处理处置的装置，包括：船体，用于提供载体和其它设备所用的动力；可升降收集装置，包含八字收集斗、收集斗升降调节器、收集池、藻水混合物暂存池和吸水泵，用于从河湖水体中收集含藻类的水体；藻水混合液快速分离装置，包含吸水泵、处理水箱，内含超声波发生器，加药和絮凝搅拌器、絮凝剂药箱，底部有絮凝后的排藻口，处理后的出水口，用于藻水混合物的快速分离；藻类压缩脱水装置，包含压缩仓和螺旋压滤装置，用于絮凝后的藻类进行脱水减少体积；藻类存储装置，包含蠕动泵，藻类存放池，用于存放压缩脱水后的藻类固体。

进一步地，上述所有的装置全部搭载在船体上，船体提供了野外作业的移动动力以及其它装置所需要的电力。

进一步地，收集池与藻水混合物暂存池通过吸水泵连接；藻水混合物暂存池与处理水箱通过吸水泵连接；底部藻类絮凝后的排藻口分别与螺旋压滤装置两头通过蠕动泵连接；絮凝剂药箱和加药和絮凝搅拌器连接；螺旋压滤装置与藻类存放池连接。

进一步地，八字收集斗和收集池通过收集斗升降调节器连接，将收集后的藻水混合物装入收集池中，然后再通过吸水泵，将藻水混合物吸入藻水混合物暂存池。

进一步地，加药和絮凝搅拌器为中空的镂空管，絮凝剂从絮凝剂药箱中加入加药和絮凝搅拌器中的中空镂空管中，可向四周散开，加药和絮凝搅拌器上有上中下三层螺旋桨，可用于搅拌。

进一步地，螺旋压滤装置为从两头向中间压滤，中间有排口。

进一步地，一种河湖藻类原位收集与处理处置的方法，包括以下步骤：

船体在藻华暴发的水体中以一定的速度进行行驶，通过调节收集斗升降调节器，将八字收集斗底部调节到藻类在水体中的最低层进行藻水混合物的收集，收集后的藻水混合物进行收集池，然后通过吸水泵，将其吸入藻水混合物暂存池中，再通过吸水泵将藻水混合物吸入处理水箱中，处理水箱两侧的超声波发生器产生超声波，使藻类失去活性，同时破坏了藻类的气囊，使其能够沉淀，同时加药和絮凝搅拌器一边从絮凝剂药箱中吸取絮凝剂从中间向水体四周外散，一边开始搅拌，使得破坏气囊后的藻类与絮凝剂充分絮凝沉淀。含有藻类的絮凝团通过底部的排藻口进行收集，上清液通过出水口排入原有河道或湖泊。在排藻口收集后的藻类被吸入藻类压缩脱水装置中，分别从螺旋压滤装置的两头开始压缩，压缩脱水后的藻类固体通过中间的排口进入藻类存放池，脱完的水在压缩仓中外排。

进一步地，通过收集斗升降调节器的调节，可以使得八字收集斗的斗底根据水体中藻类分层的厚度，在水面以下0m~1m之间调节。

进一步地，藻水混合物暂存池中的水位设有最低水位和最高水位警戒值，当水位达到最低水位警戒值时，可以加快船体的移动速度，提高处理效率；当水位达到最高水位警戒值时，可降低船体的移动速度或者是提高处理水箱中的处理效率，保证处理质量。

进一步地，超声波发生器的超声功率在100W到10000W之间进行调节；絮凝剂药箱中的药剂全部为环境友好型絮凝药剂，不会对水体中产生二次污染；加药和絮凝搅拌器中加药速率可控制为10ml/s~100ml/s，旋转速率为200转/分钟~4000转/分钟。

当需要对河湖水体除藻时，将本实用新型中的装置投入该水域中，驱动船体在水域内行驶。在行驶的过程中，打开吸取装置并调节位置，从而吸取含有藻类的水体。将含藻水体通过上述装置和方法，利用超声波和絮凝的协同作用对含藻水体内的藻类进行破壁处理和加入环保无害的絮凝剂，使藻类快速沉降与水分离，然后利用排水装置将与藻类分离后的水排出。最后，将沉降到水底部的藻类收集到藻类处理装置，进行脱水和压缩处理，得到的藻类进入贮存装置，便于后期利用。本实用新型体积小巧、灵活性高，特别适用于河流湖泊等水体，具有结构简单、成本低、操作方便、收集处理藻类的效果好、不会给水体带来二次污染的特点。

本发明主要控制的指标如下：

（1）船在水体中的移动速度可控制在5m-10m/分钟的范围内；

（2）八字收集斗的斗底可控制在水面以下0m~1m之间；

（3）超声波发生器的超声功率可在100W到10000W之间进行调节；

（4）加药和絮凝搅拌器中加药速率可控制在10ml/s~100ml/s，旋转速率可控制在200转/分钟~4000转/分钟。

本发明公开的河湖藻类原位收集与处理处置的装置与现有装置相比所具有的积极效果在于：本实用新型可用于河道和湖库等水体暴发藻华时的现场应急处置，可根据水体中藻类密度调节船的移动速度和收集斗的位置，最大可能的收集水体中的藻类，收集后的藻水混合物在超声波和絮凝作用的协同处理下，减短了处理流程，减少了仪器设备的占地面积，在有限的船体区域内实现了最大化的处理效率，处理过程中的水位、超声功率、加药量等都可以实施调控，保证了处理效率的同时又降低了能耗。所采用的处理方法为物理加化学法，化学药剂为环保无害的絮凝剂，因此整个处理过程环保无害，对现场处理的水体不会造成二次污染。

附图说明

图1为河湖藻类快速收集处理处置装置的结构示意图；其中：

1、船体 2、八字收集斗 3、收集斗升降调节器

4、收集池 5、藻水混合物暂存池 第一吸水泵6-1

第二吸水泵6-2 7、处理水箱 8-1超声波发生器

8-2超声波发生器 9、絮凝搅拌器 10-1排藻口、

10-2排藻口 11-1处理后出水口 11-2处理后出水口

12絮凝剂药箱 13压缩仓14螺旋压滤装置

15-1蠕动泵 15-2 蠕动泵 16藻类存放池。

具体实施方式

本实用新型提供了一种河湖藻类原位收集与处理处置的方法和装置，该装置包括船体、可升降收集装置、藻水混合液快速分离装置、藻类压缩脱水装置和藻类存储装置。本实用新型体积小巧、灵活性高，可在暴发藻华的水体中年边移动边进行收集处理。本实用新型主要是通过现场移动方式收集藻水混合物，然后通过超声波和化学药剂絮凝协同作用，使得藻类快速沉淀，再通过物理压缩脱水，实现水体中藻类的收集和处理。

在具体实施的过程中，可首先将移动载体放入需要处理藻类的水体中，现场测量藻类在水体中的分层厚度，然后根据厚度调节收集斗升降调节器，确定八字收集斗在水体中的位置，设定好船速，让收集斗中的藻水混合物进入收集池中，开启第一吸水泵6-1和第二吸水泵6-2、超声波发生器8-1和8-2、加药和絮凝搅拌器9、及螺旋压滤装置14以及蠕动泵15-1和15-2等各项设备，待收集处理开始后，调节好超声波功率、搅拌速率以及加药速率，然后开动船体，开始藻类的收集和处理。在船体开动的过程中，将八字收集斗底部调节到藻类在水体中的最低层进行藻水混合物的收集，收集后的藻水混合物进入收集池，然后通过吸水泵，将其吸入藻水混合物暂存池中，藻水混合物暂存池中的水位设有最低水位和最高水位警戒值，当水位达到最低水位警戒值时，可以加快船体的移动速度，当水位达到最高水位警戒值时，可降低船体的移动速度或者是提高处理水箱中的处理效率，保证处理质量。再通过吸水泵将藻水混合物吸入处理水箱中，处理水箱两侧的超声波发生器产生超声波，使藻类失去活性，同时破坏了藻类的气囊，使其能够沉淀，同时加药和絮凝搅拌器一边从絮凝剂药箱中吸取絮凝剂从中间向水体四周外散，一边开始搅拌，使得破坏气囊后的藻类与絮凝剂充分絮凝沉淀。含有藻类的絮凝团通过底部的排藻口进行收集，上清液通过出水口排入原有河道或湖泊。在排藻口收集后的藻类被吸入藻类压缩脱水装置中，分别从螺旋压滤装置的两头开始压缩，压缩脱水后的藻类固体通过中间的排口进入藻类存放池，脱完的水在压缩仓中外排。

下面结合实施例对本实用新型提供的一种河湖藻类原位收集与处理处置的方法和装置进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

实施例1

一种河湖藻类原位收集与处理处置的装置，该装置包括船体、可升降收集装置、藻水混合液快速分离装置、藻类压缩脱水装置和藻类存储装置；可升降收集装置、藻水混合液快速分离装置、藻类压缩脱水装置和藻类存储装置全部搭载在船体1上；其中

可升降收集装置包括：八字收集斗2、收集斗升降调节器3、收集池4、藻水混合物暂存池5和第一吸水泵6-1，收集池4与藻水混合物暂存池5通过第一吸水泵6-1连接，藻水混合物暂存池5与处理水箱7通过第二吸水泵6-2连接，底部藻类絮凝后的排藻口10-1和10-2与螺旋压滤装置14通过蠕动泵15-1和15-2连接，絮凝剂药箱12和加药和絮凝搅拌器9连接，螺旋压滤装置14与藻类存放池16连接；

藻水混合液快速分离装置包括：第二吸水泵6-2、处理水箱7，内含超声波发生8-1和8-2，加药和絮凝搅拌器9、絮凝剂药箱12，底部有絮凝后的排藻口10-1和10-2，处理后的出水口11-1和11-2，用于藻水混合物的快速分离；

藻类压缩脱水装置包括：压缩仓13和螺旋压滤装置14，用于絮凝后的藻类进行脱水减少体积；藻类存储装置包括：蠕动泵15-1和15-2，藻类存放池16，用于存放压缩脱水后的藻类固体。

所述的八字收集斗2和收集池4通过收集斗升降调节器3连接，将收集后的藻水混合物装入收集池4中，然后再通过第一吸水泵6-1，将藻水混合物吸入藻水混合物暂存池5。藻水混合物暂存池中设有水位仪表盘。加药和絮凝搅拌器9为中空的镂空管，絮凝剂从絮凝剂药箱12中加入加药和絮凝搅拌器中的中空镂空管中，加药和絮凝搅拌器上有上中下三层螺旋桨，可用于搅拌。所述的螺旋压滤装置14为从两头向中间压滤，中间有排口。

实施例2

利用河湖藻类原位收集与处理处置装置进行处理的方法如下：

船体1在藻华暴发的水体中以8 m /分钟的速度进行行驶，通过调节收集斗升降调节器3，将八字收集斗2底部调节到藻类在水体中的最低层进行藻水混合物的收集，收集后的藻水混合物进行收集池4，然后通过第一吸水泵6-1，将其吸入藻水混合物暂存池5中，再通过第二吸水泵6-2将藻水混合物吸入处理水箱7中，处理水箱两侧的超声波发生器8-1和8-2产生超声波，使藻类失去活性，同时破坏了藻类的气囊，使其能够沉淀，同时加药和絮凝搅拌器9一边从絮凝剂药箱12中吸取絮凝剂从中间向水体四周外散，一边开始搅拌，使得破坏气囊后的藻类与絮凝剂充分絮凝沉淀；含有藻类的絮凝团通过底部的排藻口10-1和10-2进行收集，上清液通过出水口11-1和11-2排入原有河道或湖泊；在排藻口收集后的藻类被吸入藻类压缩脱水装置中，分别从螺旋压滤装置14的两头开始压缩，压缩脱水后的藻类固体通过中间的排口进入藻类存放池16，脱完的水在压缩仓13中外排。需要说明的是：通过收集斗升降调节器3的调节，可以使得八字收集斗的斗底根据水体中藻类分层的厚度，在水面以下1m之间调节。

所述的藻水混合物暂存池5中的水位设有最低水位和最高水位警戒值，当水位达到最低水位警戒值时，可以加快船体的移动速度，提高处理效率；当水位达到最高水位警戒值时，可降低船体的移动速度或者是提高处理水箱7中的处理效率，保证处理质量；所述的超声波发生器8-1和8-2的超声功率在100W到10000W之间进行调节。所述的絮凝剂药箱12中的药剂全部为环境友好型絮凝药剂，不会对水体中产生二次污染；加药和絮凝搅拌器9中加药速率可控制为20ml/s，旋转速率为2000转/分钟。

实施例3

对河道水体中的藻类进行收集和处理，首先将载有设备的船体放入暴发藻华的河道中，根据现场测量河水中影响水体质量的藻类厚度约为20cm，调节八字收集斗位置，使得斗底的位置位于水下22cm处，然后设定船速为5m/分钟，让收集斗中的藻水混合物进入收集池中，开启第一水泵6-1和第二吸水泵6-2、超声波发生器8-1和8-2、加药和絮凝搅拌器9、及螺旋压滤装置14以及蠕动泵15-1和15-2等各项设备，根据藻水混合物暂存池中的水位高低，适时调整船速，确保水位不超警戒线水位，设置超声波功率为1000W，絮凝药剂箱中为聚丙烯酰胺溶液（市售），浓度为0.18%，加药速率为25ml/秒，搅拌速率为800转/分钟，使得藻类絮凝沉淀后的藻类从排藻口进入藻类压缩脱水装置，实现了河道中藻类的收集与处理。控制的指标包括船速为5m/分钟、八字收集斗位置位于水下22cm处、超声波功率为1000W、加药速率为25ml/秒、搅拌速率为800转/分钟。

实施例4

对湖泊水体中的藻类进行收集和处理，首先将载有设备的船体放入暴发藻华的湖泊中，根据现场测量河水中影响水体质量的藻类厚度约为5cm，调节八字收集斗位置，使得斗底的位置位于水下10cm处，然后设定船速为10m/分钟，让收集斗中的藻水混合物进入收集池中，开启第一水泵6-1和第二吸水泵6-2、超声波发生器8-1和8-2、加药和絮凝搅拌器9、及螺旋压滤装置（14）以及蠕动泵（15-1）和（15-2）等各项设备，根据藻水混合物暂存池中的水位高低，适时调整船速，确保水位不超警戒线水位，设置超声波功率为1500W，絮凝药剂箱中为多分子黏土复合剂溶液，浓度为0.45%，加药速率为10ml/秒，搅拌速率为2000转/分钟，使得藻类絮凝沉淀后的藻类从排藻口进入藻类压缩脱水装置，实现了河道中藻类的收集与处理。控制的指标包括船速为10m/分钟、八字收集斗位置位于水下10cm处、超声波功率为1500W、加药速率为10ml/秒、搅拌速率为2000转/分钟。

由以上实施例可知，本实用新型提供了一种河湖藻类原位收集与处理处置的方法和装置，本实用新型采用原位移动方式收集藻水混合物，应用超声与絮凝的协同作用，现场实现藻水混合物的快速分离，在去除水体中藻类的同时，将藻类收集脱水后存储起来进行资源化利用，所采用的方法和使用的药剂均为环境友好型，不会对处理后的水体产生二次污水。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种河湖藻类原位收集与处理处置的装置，其特征在于该装置包括船体、可升降收集装置、藻水混合液快速分离装置、藻类压缩脱水装置和藻类存储装置；可升降收集装置、藻水混合液快速分离装置、藻类压缩脱水装置和藻类存储装置全部搭载在船体（1）上；其中

可升降收集装置包括：八字收集斗（2）、收集斗升降调节器（3）、收集池（4）、藻水混合物暂存池（5）和第一吸水泵（6-1），收集池（4）与藻水混合物暂存池（5）通过第一吸水泵（6-1）连接，藻水混合物暂存池（5）与处理水箱（7）通过第二吸水泵（6-2）连接，底部藻类絮凝后的排藻口（10-1）和（10-2）与螺旋压滤装置（14）通过蠕动泵（15-1）和（15-2）连接，絮凝剂药箱（12）和加药和絮凝搅拌器（9）连接，螺旋压滤装置（14）与藻类存放池（16）连接；

藻水混合液快速分离装置包括：第二吸水泵（6-2）、处理水箱（7），内含超声波发生器（8-1）和（8-2），加药和絮凝搅拌器（9）、絮凝剂药箱（12），底部有絮凝后的排藻口（10-1）和（10-2），处理后的出水口（11-1）和（11-2）；

藻类压缩脱水装置包括：压缩仓（13）和螺旋压滤装置（14），螺旋压滤装置（14）悬空架置在压缩仓（13）内；

藻类存储装置包括：蠕动泵（15-1）和（15-2），藻类存放池（16），蠕动泵（15-1）和（15-2）分别通过软管与藻类存放池（16）连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，八字收集斗（2）和收集池（4）通过收集斗升降调节器（3）连接，第一吸水泵（6-1）通过软管与藻水混合物暂存池（5）上方连接，设有水位仪表盘。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于加药和絮凝搅拌器（9）为中空的镂空管，加药和絮凝搅拌器（9）上有上中下三层螺旋桨，可用于搅拌；所述的螺旋压滤装置（14）为从两头向中间压滤，中间有排口。

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