CN214829794U - 一种净化装置及水处理系统 - Google Patents

Abstract

一种净化装置及水处理系统，涉及水处理技术领域，所述净化装置包括集水单元、泥料快速吸附单元、多介质加载单元和清水储存单元，集水单元与泥料快速吸附单元连通；泥料快速吸附单元包括污泥吸附槽和吸附剂投料机构；多介质加载单元包括混凝区、重介质区、絮凝区、澄清分离区、污泥排放系统、循环回流系统、混凝剂投料机构、加磁机构、加砂机构和絮凝剂投料机构；循环回流系统输送介质至重介质区，污泥排放系统输送介质至磁料回收机构和/或砂料回收机构；澄清分离区输送介质至清水存储单元。所述净化装置达到多种污染的高效去除，改善水体的溶解氧水平和充氧条件，避免水体发黑发臭和富营养化趋势，截污纳管、提量增效减排、受纳水体自净功能。

Description

一种净化装置及水处理系统

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，具体而言，涉及一种净化装置及水处理系统。

背景技术

目前，合流制溢流(combined sewage overflow，简称CSO)污染水、降雨时初期雨水、污水厂雨季超量雨污水、封闭或流动的河道(坑塘)污水等，由于现有设施处理能力受限、或无有效的就地处理装置或应急处理措施，导致污水漫溢，给周边水体带来严重水污染，未经处理的污水中富含氨氮、磷等富营养化因子等耗氧性污染物，使得化学需氧量(ChemicalOxygen Demand，简称COD)等污染物排放浓度较高，导致水体缺氧发黑发臭，给周边居民的生活及生产带来较大水污染困扰和受纳水体环境暴露风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种净化装置及水处理系统，其能够在一定程度上解决上述技术问题。

本实用新型是这样实现的：

一种净化装置，其包括：集水单元、泥料快速吸附单元、多介质加载单元和清水储存单元，其中：

所述集水单元用于向所述泥料快速吸附单元输送液体；

所述泥料快速吸附单元包括污泥吸附槽和用于向所述污泥吸附槽投放吸附剂的吸附剂投料机构；

所述多介质加载单元包括依次连通设置的混凝区、重介质区、絮凝区和澄清分离区；

所述多介质加载单元还包括：分别与所述澄清分离区连通的污泥排放系统和循环回流系统，用于向所述混凝区投放混凝剂的混凝剂投料机构，用于向所述重介质区投放磁料的加磁机构，用于向所述重介质区投放砂料的加砂机构，以及用于向所述絮凝区投放絮凝剂的絮凝剂投料机构；

所述循环回流系统用于将所述澄清分离区排出的液体输送至重介质区，所述污泥排放系统用于将所述澄清分离区排出的介质输送至磁料回收机构和/或砂料回收机构；

所述清水储存单元与所述澄清分离区连通，所述澄清分离区用于将处理后的液体输送至清水存储单元。

在一种可行实施方案中，净化装置还包括生物膜反应单元，所述多介质加载单元与所述清水存储单元之间设置有第一连通管路，所述生物膜反应单元分别与所述多介质加载单元与所述清水存储单元连通，且所述生物膜反应单元与所述第一连通管路并联设置。

在一种可行实施方案中，所述生物膜反应单元与所述清水存储单元之间设置有第二连通管路，所述第二连通管路通过第一回流管路连通于所述集水单元的输入端。

在一种可行实施方案中，所述集水单元包括集水井、格栅拦截件和第一流量计量器，所述集水井通过所述第二连通管路向所述泥料快速吸附单元输送液体，所述格栅拦截件和所述第一流量计量器均设置于所述第二连通管路的入料口。

在一种可行实施方案中，净化装置还包括污泥脱水单元，所述污泥脱水单元与所述泥料快速吸附单元连通，所述污泥脱水单元包括污泥出口和滤液出口，所述滤液出口与所述集水单元连通。

在一种可行实施方案中，所述砂料回收机构分别连通于所述重介质区、所述磁料回收机构和所述污泥脱水单元；所述磁料回收机构分别连通于所述重介质区和所述污泥脱水单元。

在一种可行实施方案中，所述磁料回收机构包括磁剪切部件和磁鼓分离机；所述砂料回收机构包括水力旋流分离器。

在一种可行实施方案中，净化装置还包括氨氮去除剂投料机构，所述污泥吸附槽与所述混凝区之间通过第三连通管路连通，所述氨氮去除剂投料机构用于向所述第三连通管路投放氨氮去除剂。

在一种可行实施方案中，所述污泥吸附槽、所述混凝区、所述重介质区和所述絮凝区分别设置有搅拌机构；

或，所述混凝区、所述重介质区和所述絮凝区分别设置有搅拌机构，所述污泥吸附槽设置有曝气混合机构。

在一种可行实施方案中，所述澄清分离区设置有刮泥机构和PH计。

一种水处理系统，其包括上述技术方案提供的净化装置。

本实用新型的有益效果至少包括：

本申请提供的净化装置在使用过程中，待净化的污水进入集水单元中，并由集水单元进入泥料快速吸附单元，在泥料吸附槽中填充有具有生物活性的污泥，或投放有吸附剂，通过污泥或/和吸附剂与污水混合，去除污水中的COD、BOD5等有机污染物或有毒有害污染物。污泥吸附槽中处理后的液体输送至多介质加载单元的混凝区与混凝剂混合，继而进入重介质区与其中的磁料或/和砂料混合，然后进入絮凝区与絮凝剂混合，之后进入澄清分离区。在多介质加载单元，污水进行了混凝沉淀、固液分离，去除了其中多种无机污染物。在澄清分离区进行沉淀后，位于上层的水进入清水存储单元，位于下层的介质部分进入磁料回收机构进行磁料回收，或者，进入砂料回收机构进行砂料回收，或者，部分进入磁料回收机构部分进入砂料回收机构，或者，先进入砂料回收机构，在此未予回收的混合液串联进入磁料回收机构进一步回收磁料。

本申请提供的净化装置能够实现多种污染的高效去除，改善水体的溶解氧水平和充氧条件，避免水体发黑发臭和富营养化趋势，截污纳管、提量增效减排、受纳水体自净的功能，且对于磁料与砂料能够协同回收利用，提高载体的循环利用率，降低成本，减少浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的净化装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的净化装置中泥料快速吸附单元、多介质加载单元与污泥脱水单元的连通示意图。

图中：

1－污泥吸附槽；11－集水单元；111－集水井；112－格栅拦截件；113－第一流量计量器；12－污泥导入机构；13－回流机构；14－第一搅拌机构；

21－混凝区；211－第二搅拌机构；22－重介质区；221－第三搅拌机构；23－絮凝区；231－第四搅拌机构；24－澄清分离区；241－刮泥机构；242－回流泵；243－排泥泵；

31－吸附剂投料机构；32－氨氮去除剂投料机构；33－混凝剂投料机构；34－絮凝剂投料机构；

411－加砂机构；412－砂料回收机构；421－加磁机构；422－磁料回收机构；4221－磁剪切部件；4222－磁鼓分离机；

51－污泥浓度计；52－PH计；

6－污泥脱水单元；

7－生物膜反应单元；

8－清水储存单元；

911－第一切换控阀；912－第二切换控阀；913－第三切换控阀；914－第四切换控阀；921－第一控制阀门；922－第二控制阀门；931－第一分控阀；932－第二分控阀；941－超越阀；942－进水阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请参照图1和图2，本实施例提供一种净化装置，其包括：集水单元11、泥料快速吸附单元、多介质加载单元和清水储存单元8，其中：

集水单元11的污水输送至泥料快速吸附单元，泥料快速吸附单元输送污水至多介质加载单元，多介质加载单元处理后的水输送至清水存储单元。

优选地，在多介质加载单元与清水存储单元之间可增设生物膜反应单元7，多介质加载单元处理后的水可直接输送至清水存储单元，也可先输送至生物膜反应单元7，由生物膜反应单元7处理后再输送至清水存储单元。

进一步地，本实施例提供的净化装置还包括污泥脱水单元6，污泥脱水单元6与泥料快速吸附单元连通，污泥脱水单元6包括污泥出口和滤液出口，滤液出口与集水单元11连通。泥料快速吸附单元可向污泥脱水单元6排放泥水，通过污泥脱水单元6进行脱水后，干料经由污泥出口排出，滤液可回到集水单元11或者泥料快速吸附单元。

以下，分别对于集水单元11、泥料快速吸附单元、多介质加载单元、生物膜反应单元7、污泥脱水单元6和清水储存单元8进行进一步描述。

集水单元11用于向泥料快速吸附单元输送液体。具体地，污水首先进入集水单元11，并经由集水单元11输送至泥料快速吸附单元。污水可来自CSO溢流水，污水厂超量进水，河道黑臭水或截留管道的待净化污水等等。也就是说，本实施例提供的净化装置可用于对CSO溢流水或受污染河道(坑塘)进行水处理。

优选地，集水单元11包括集水井111、格栅拦截件112和第一流量计量器113，集水井111通过第二连通管路向泥料快速吸附单元输送液体，格栅拦截件112和第一流量计量器均设置于第二连通管路的入料口。如此设置，可通过格栅拦截件112将设定尺寸以上的杂物拦截，避免设定尺寸以上的杂物进入泥料快速吸附单元。格栅拦截件112包括至少一个格栅，格栅的孔洞大小决定了其能够拦截的杂物的尺寸大小。将格栅拦截件112设置于第二连通管路的入料口，以便于清理格栅拦截件112拦截的杂物。第一流量计量器113用于检测第一连通管路内水流的流量。

泥料快速吸附单元包括污泥吸附槽1和吸附剂投料机构31，吸附剂投料机构31用于向污泥吸附槽1投放吸附剂。污泥吸附槽1中还设置有污泥浓度计51，此外，污泥吸附槽1中还设置有搅拌机构或曝气混合机构，或者污泥吸附槽1中设置有搅拌机构和曝气混合机构的组合。污泥浓度计51用于检测污泥吸附槽1中的污泥浓度。搅拌机构用于将污水与吸附剂搅拌，以加快吸附作用进程，为便于将该搅拌机构与其他处设置的搅拌机构区分，将其称为第一搅拌机构14，其用于满足污水、污泥、吸附剂等多相紊流混合功能，也可采用曝气系统进行紊流混合。曝气混合机构用于进行紊流混合。污泥吸附槽1可自污水厂生化池排放或获取剩余污泥至其槽体内，具体由污泥导入机构12将污泥排入污泥吸附槽1，以使得其在污泥吸附槽1中发挥生化活性污泥的吸附降解性能，还可由吸附剂投料机构31根据进水量投加适量浓度的极性或非极性的吸附剂(如活性炭、活性焦、硅藻土、膨润土、黏土类、粉煤灰等单一或改性的吸附剂)。污泥吸附槽1的出水混合液进入多介质加载单元，部分混合液通过与污泥吸附槽1连接的回流机构13实现回流与排泥，回流机构13包括回流管路，回流管路上设置有回流阀、排泥阀和泵送装置，回流阀、排泥阀和泵送装置分别与污泥吸附槽1内的污泥浓度计51连接，以调节均衡污泥吸附槽1内的污泥溶度(MLSS)在适宜的数值范围内(一般控制MLSS在500～1200mg/L，通过手工化验检测MLVSS值，调节MLVSS/MLSS比在0.4～0.6)。

多介质加载单元包括混凝区21、重介质区22、絮凝区23、澄清分离区24、污泥排放系统、循环回流系统、混凝剂投料机构33、加磁机构421、加砂机构411和絮凝剂投料机构34。其中，混凝区21、重介质区22、絮凝区23和澄清分离区24依次连通设置，污泥排放系统和循环回流系统分别与澄清分离区24连通，混凝剂投料机构33用于向混凝区21投放混凝剂，加磁机构421用于向重介质区22投放磁料，加砂机构411用于向重介质区22投放砂料，絮凝剂投料机构34用于向絮凝区23投放絮凝剂。进一步地，净化装置还包括磁料回收机构422和/或砂料回收机构412。循环回流系统用于将澄清分离区24排出的液体输送至重介质区22，污泥排放系统用于将澄清分离区24排出的介质输送至磁料回收机构422和/或砂料回收机构412。在一种可行实施方案中，砂料回收机构412分别连通于重介质区22、磁料回收机构422和污泥脱水单元6；磁料回收机构422分别连通于重介质区22和污泥脱水单元6。磁料回收机构422包括磁剪切部件4221和磁鼓分离机4222；砂料回收机构412包括水力旋流分离器。

进一步地，净化装置还包括氨氮去除剂投料机构32，具体地，污泥吸附槽1与混凝区21之间通过第三连通管路连通，氨氮去除剂投料机构32用于向第三连通管路投放氨氮去除剂。第三管路上还设置有第一切换控阀911和第二切换控阀912，其能够根据剂量大小调节，满足作为前置点氨氮去除(大剂量)、或作为后置点污水消毒(小剂量)的不同剂量功能需求。

混凝区21、重介质区22和絮凝区23分别设置有搅拌机构，为便于区分，将混凝区21的搅拌机构成为第二搅拌机构211，将重介质区22的搅拌机构成为第三搅拌机构221，将絮凝区23的搅拌机构成为第四搅拌机构231。

澄清分离区24设置有刮泥机构241和PH计52。刮泥机构241用于将澄清分离区24的内侧壁的泥挂掉。PH计52用于检测澄清分离区24内液体的PH值。PH计52优选为在线PH计52。

混凝剂投料机构33用于向混凝区21投放混凝剂，投加浓度根据原水的SS、TP等本底浓度确定，一般采用铁盐、铝盐或复合铁铝盐类的混凝剂。

加砂机构411可用于投放砂料，具体可为石榴砂等微砂，加磁机构421用于投放磁料，具体可为磁粉。加砂机构411和加磁机构421可以单一或混合投料，投加浓度为0.5～6mg/L，以增强水体中污染胶体或悬浮物被铁铝混凝剂电解质夹裹的密实度、优化反应絮体与水分离效果、强化污染絮体下沉的密度和速度。

澄清分离区24的底部为锥斗形状，其底部尖端与循环回流系统连通，循环回流系统包括回流管路，回流管路连接有回流泵242，且回流管路中设置有第二流量剂量计。回流比一般控制4％～8％。澄清分离区24的底部还设有污泥排放系统，污泥排放系统包括排泥管路，排泥管路与排泥泵243连接，排泥管路中设置有第三流量计量器，以控制澄清分离区24的沉淀泥位。排泥管路分别与砂料回收机构412和磁料回收机构422连通，排泥管路包括与砂料回收机构412连通的第一分支管路和与磁料回收机构422连通的第二分支管路，在第一分支管路上设置有第一控制阀门921，在第二分支管路上设置有第二控制阀门922。自澄清分离区24底部排出的剩余污泥可以进入砂料回收机构412，通过单套或多套串级的水力旋流分离器，并将重密度砂自底部投放到重介质区22，中轻密度脱砂泥水自澄清分离区24的上部流出，可以直接进入污泥脱水单元6，也可先经过磁料回收机构422进一步回收磁介质后再进入部件污泥脱水单元6，采用第一分控阀931和第二分控阀932进行切换，从而实现双料载体的同步回收功能。也就是说，在砂料回收机构412与污泥脱水单元6之间的连通管路上设置第一分控阀931，在砂料回收机构412与磁料回收机构422之间的连通管路上设置第二分控阀932，使得经由砂料回收机构412回收砂料后的中轻密度脱砂泥水还可进入磁料回收机构422进一步进行磁介质的回收处理，也可直接进入污泥脱水单元6。

自澄清分离区24底部排出的剩余污泥也可以单独进入磁料回收机构422，磁料回收机构422设有磁鼓分离机4222，或者，还包括磁剪切部件4221，被磁鼓吸附的磁粉通过分离机上的刮刀剥离后重新回到重介质区22，其余脱磁泥水进入污泥脱水单元6。

絮凝剂投料机构34用于向絮凝区23投放絮凝剂(高分子聚合物PAM)，投加浓度为0.5～2mg/L。

生物膜反应单元7分别与多介质加载单元与清水存储单元连通，具体地，多介质加载单元与清水存储单元之间设置有第一连通管路，生物膜反应单元7与第一连通管路并联设置。如此设置，使得多介质加载单元中处理完的液体即可通过第一连通管路直接进入清水存储单元，也可先经由生物膜反应单元7处理后再进入清水存储单元。

生物膜反应单元7具体为BAF兼氧反应单元，采用陶粒滤料及承托层，滤板或滤砖作为气水分配子件、并设有气水反洗子系统、清洗水及反洗水存储单元。第一连通管路并联有第四连通管路，生物膜反应单元7设置于第四连通管路，第一连通管路上设置有超越阀941，第四连通管路上设置有进水阀942，在澄清分离区24的水质达标时，打开超越阀941关闭进水阀942，则水直接进入清水储存单元8，在澄清分离区24的出水仍不达标时，可通过开启进水阀942，关闭超越阀941，使得水进入生物膜反应单元7进一步处理。

在一种可行实施方案中，生物膜反应单元7与清水存储单元之间设置有第二连通管路，第二连通管路通过第一回流管路连通于集水单元11的输入端。第一回流管路与第二连通管路连通，在第二连通管路上设置有第三切换控阀913，第一回流管路上设置有第四切换控阀914，当清水储存单元8的出水仍不达标时，可通过开启第四切换控阀914，关小第三切换控阀913的方式实现全回流或部分回流到集水单元11在此进行处理，避免未经净化达标排放受纳水体的风险。

清水储存单元8与澄清分离区24连通，澄清分离区24处理后的液体输送至清水存储单元。具体地，清水存储单元可包括清水池或出水渠井，其为进入水体前的最后单元，在此可以进一步消毒反应。

污泥脱水单元6可采用小型叠螺、离心或板框脱水系统，并设有PAM污泥调质系统，脱水污泥安全外运，滤下液重新回至本集水单元11的前端，以重新净化处理。

本实施例提供的净化装置能够达到COD、氨氮、TP、SS、粪大肠菌群数等多污染指标的高效协同去除与大幅消减功能，起到良好的有机或无机污染物总量减排效果，同时提高水体的DO和ORP水平，改善水体的溶解氧水平和充氧条件，避免水体发黑发臭和富营养化趋势，良好地实现截污纳管、提量增效减排、受纳水体自净的功能。

第二实施例

本实施例提供一种水处理系统，其包括上述第一实施例提供的净化装置，因此，本实施例提供的水处理系统至少具有上述净化装置的所有优势，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种净化装置，其特征在于，包括：集水单元、泥料快速吸附单元、多介质加载单元和清水储存单元，

所述集水单元用于向所述泥料快速吸附单元输送液体；

所述泥料快速吸附单元包括污泥吸附槽和用于向所述污泥吸附槽投放吸附剂的吸附剂投料机构；

所述多介质加载单元包括依次连通设置的混凝区、重介质区、絮凝区和澄清分离区；

所述多介质加载单元还包括：分别与所述澄清分离区连通的污泥排放系统和循环回流系统，用于向所述混凝区投放混凝剂的混凝剂投料机构，用于向所述重介质区投放磁料的加磁机构，用于向所述重介质区投放砂料的加砂机构，以及用于向所述絮凝区投放絮凝剂的絮凝剂投料机构；

所述循环回流系统用于将所述澄清分离区排出的介质输送至重介质区，所述污泥排放系统用于将所述澄清分离区排出的介质输送至磁料回收机构和/或砂料回收机构；

所述清水储存单元与所述澄清分离区连通，所述澄清分离区用于将处理后的液体输送至清水存储单元。

2.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，还包括生物膜反应单元，所述多介质加载单元与所述清水存储单元之间设置有第一连通管路，所述生物膜反应单元分别与所述多介质加载单元与所述清水存储单元连通，且所述生物膜反应单元与所述第一连通管路并联设置。

3.根据权利要求2所述的净化装置，其特征在于，所述生物膜反应单元与所述清水存储单元之间设置有第二连通管路，所述第二连通管路通过第一回流管路连通于所述集水单元的输入端。

4.根据权利要求3所述的净化装置，其特征在于，所述集水单元包括集水井、格栅拦截件和第一流量计量器，所述集水井通过所述第二连通管路向所述泥料快速吸附单元输送液体，所述格栅拦截件和所述第一流量计量器均设置于所述第二连通管路的入料口。

5.根据权利要求2所述的净化装置，其特征在于，还包括污泥脱水单元，所述污泥脱水单元与所述泥料快速吸附单元连通，所述污泥脱水单元包括污泥出口和滤液出口，所述滤液出口与所述集水单元连通。

6.根据权利要求5所述的净化装置，其特征在于，所述污泥排放系统分别与所述磁料回收机构和所述砂料回收机构连通，所述砂料回收机构分别连通于所述重介质区、所述磁料回收机构和所述污泥脱水单元；所述磁料回收机构分别连通于所述重介质区和所述污泥脱水单元；所述磁料回收机构包括磁剪切部件和磁鼓分离机；所述砂料回收机构包括水力旋流分离器。

7.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，还包括氨氮去除剂投料机构，所述污泥吸附槽与所述混凝区之间通过第三连通管路连通，所述氨氮去除剂投料机构用于向所述第三连通管路投放氨氮去除剂。

8.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述污泥吸附槽、所述混凝区、所述重介质区和所述絮凝区分别设置有搅拌机构；

或，所述混凝区、所述重介质区和所述絮凝区分别设置有搅拌机构，所述污泥吸附槽设置有曝气混合机构。

9.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述澄清分离区设置有刮泥机构和PH计。

10.一种水处理系统，其特征在于，其包括如权利要求1－9任一所述的净化装置。

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