CN219341912U - 一种联合工艺污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种联合工艺污水处理系统,所述联合工艺污水处理系统包括厌氧氨氧化旁路系统和主流处理系统,厌氧氨氧化旁路系统的出水流入所述主流处理系统,向主流处理系统提供亚硝氮NO2 ‑‑N,所述厌氧氨氧化旁路系统的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入主流处理系统,向主流处理系统提供厌氧氨氧化菌种AAOB,使所述主流处理系统中启动厌氧氨氧化脱氮工艺,与所述主流处理系统的原有脱氮工艺形成联合脱氮工艺。本技术方案实现污水处理过程中,短程硝化工艺、厌氧氨氧化工艺和硝化‑反硝化工艺联合脱氮,提高污水处理总氮TN去除能力,节省能耗及外加碳源,污水处理总氮TN稳定达标,实现生活污水处理系统稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于新型生物脱氮领域,一种联合工艺污水处理系统。
背景技术
城市生活污水的产生与人们的生活息息相关,如果处理不当,直接影响城市的生态建设及人们的居住环境。A2/O(Anaerobic-Anoxic-Oxic厌氧-缺氧-好氧)工艺是城市生活污水处理常用工艺,主要通过传统脱氮技术(硝化-反硝化)去除总氮TN,存在总氮TN达标困难,运行能耗高、需外加碳源等不足。厌氧氨氧化技术日益成熟,且被广泛应用于工业废水、垃圾渗滤液、污泥消化液等高含氮废水生物处理过程中,据统计,全球已有超过110座生产性厌氧氨氧化工程,但其中绝大部分用于市政污水的侧流处理。将厌氧氨氧化技术引入市政污水主流工艺应用,可显著减少外加碳源量,从而有效降低污水的脱氮运行成本。由于生活污水与工业废水、垃圾渗滤液、污泥消化液等高含氮废水在水质、水温、水量等方面的差异,厌氧氨氧化工艺在污水处理主流工艺应用上面临很多技术瓶颈。厌氧氨氧化技术是一种新型的生物脱氮技术,其原理为:
厌氧氨氧化所需的亚氮NO2 --N可通过短程硝化提供:
厌氧氨氧化与传统硝化-反硝化比较,具有节省曝气能耗,无需额外添加碳源,污泥产生量少等优势,其在高氨氮废水处理领域,如污泥消化液、垃圾渗滤液,畜禽养殖废水等处理工程中,已实现了主流厌氧氨氧化。然而,厌氧氨氧化在生活污水处理中,尤其生活污水主流厌氧氨氧化的应用却鲜见报道,目前多处实验室小试研究阶段。现有技术生活污水主流厌氧氨氧化工艺存在以下问题:(1)厌氧氨氧化菌(AAOB)世代周期长(通常为11d),菌种产率低,富集困难,污水处理系统里厌氧氨氧化菌活性及丰度低;(2)厌氧氨氧化菌(AAOB)在生活污水的主流处理系统中面临双重的基质竞争,在好氧的硝化阶段,厌氧氨氧化菌(AAOB)需要和亚硝酸盐氧化菌(硝化细菌,NOB)竞争亚硝氮NO2 --N基质;在厌氧或缺氧的反硝化阶段,厌氧氨氧化菌(AAOB)需要和反硝化菌竞争亚硝氮NO2 --N基质。如何实现低碳氮比C/N的生活污水主流厌氧氨氧化迅速启动及长期稳定运行仍是目前公认的难题。
发明内容
本技术方案的目的是为了克服目前生活污水处理的缺陷,提供一种生活污水处理联合工艺系统及方法,实现生活污水处理过程中,硝化-反硝化工艺、短程硝化以及厌氧氨氧化工艺和联合脱氮,提升生活污水处理系统总氮去除能力,实现生活污水处理系统稳定运行。
本技术方案如下:
一种联合工艺污水处理系统,其特征在于:所述联合工艺处理系统包括厌氧氨氧化旁路系统和主流处理系统,所述厌氧氨氧化旁路系统包括若干个连接的反应池,所述厌氧氨氧化旁路系统的反应池均设有进水口和出水口,所述主流处理系统包括若干个依次连接的反应池,所述主流处理系统的反应池均设有进水口和出水口,所述厌氧氨氧化旁路系统通过水口连接和泥口连接与所述主流处理系统连接,所述厌氧氨氧化旁路系统的出水流入的主流处理系统的反应池的数量为1个或者1个以上,厌氧氨氧化旁路系统的出水流入所述主流处理系统,向主流处理系统提供亚硝氮NO2 --N,所述厌氧氨氧化旁路系统的污泥排入的主流处理系统的反应池的数量为1个或者1个以上,厌氧氨氧化旁路系统的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入主流处理系统,向主流处理系统提供厌氧氨氧化菌种AAOB,使所述主流处理系统中启动厌氧氨氧化脱氮工艺,与所述主流处理系统的原有脱氮工艺形成联合脱氮工艺。
如上所述的联合工艺污水处理系统的工艺方法,包括启动阶段和运行阶段。启动阶段时,所述厌氧氨氧化旁路系统进行短程硝化反应生成亚硝氮NO2 --N以及培育厌氧氨氧化AAOB菌。运行阶段时,所述厌氧氨氧化旁路系统通过排泥向与其连接的所述主流处理系统输送启动阶段培育的厌氧氨氧化AAOB菌,使主流处理系统中启动厌氧氨氧化脱氮工艺,与主流处理系统的原有脱氮工艺形成联合脱氮工艺。
进一步地,所述厌氧氨氧化旁路系统的反应池包括旁路短程硝化池Ⅰ和旁路厌氧氨氧化池,所述旁路短程硝化池Ⅰ的一部分出水流入主流处理系统的反应池,所述旁路短程硝化池Ⅰ的另一部分出水流入所述旁路厌氧氨氧化池,所述旁路厌氧氨氧化池的出水流入所述主流处理系统的反应池,所述旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入所述主流处理系统的反应池。
进一步地,所述厌氧氨氧化旁路系统的反应池还包括旁路短程硝化池Ⅱ,所述旁路短程硝化池Ⅰ的一部分出水流入所述旁路短程硝化池Ⅱ,所述旁路短程硝化池Ⅰ的另一部分出水流入所述旁路厌氧氨氧化池,所述旁路短程硝化池Ⅱ的出水流入所述主流处理系统的反应池,所述旁路厌氧氨氧化池的出水流入所述主流处理系统的反应池,所述旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入所述主流处理系统的反应池。
进一步地,所述厌氧氨氧化旁路系统的反应池还包括中间水池,所述旁路短程硝化池Ⅰ的出水流入所述中间水池,所述中间水池的一部分出水流入所述旁路厌氧氨氧化池,所述旁路厌氧氨氧化池的出水流入所述主流处理系统的反应池,所述中间水池的另一部分出水流入所述主流处理系统的反应池。
进一步地,所述厌氧氨氧化旁路系统的反应池还包括中间水池,所述旁路短程硝化池Ⅰ的出水流入所述中间水池,所述中间水池的一部分出水流入所述旁路厌氧氨氧化池,所述旁路厌氧氨氧化池的出水流入所述主流处理系统的反应池,所述中间水池的另一部分出水流入旁路短程硝化池Ⅱ,所述旁路短程硝化池Ⅱ出水流入主流处理系统的反应池。
进一步地,所述主流处理系统的反应池包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池,所述厌氧池的出水流入所述缺氧池,所述缺氧池的出水流入所述好氧池,所述好氧池的出水流入所述的二沉池,同时所述好氧池一部分出水回流至所述缺氧池,所述二沉池的污泥回流至所述厌氧池,所述厌氧氨氧化旁路系统中的旁路短程硝化池Ⅰ或者旁路短程硝化池Ⅱ的出水,以及旁路厌氧氨氧化池的出水均流入所述主流处理系统的厌氧池,旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入厌氧池,或者同时排入厌氧池和缺氧池。
进一步地,所述主流处理系统还包括低氧曝气池,设在所述缺氧池和所述好氧池之间,所述缺氧池的出水流入所述低氧曝气池,所述的低氧曝气池的出水流入所述好氧池,所述低氧曝气池一部分出水回流至所述缺氧池,所述厌氧氨氧化旁路系统中的旁路短程硝化池Ⅰ或者旁路短程硝化池Ⅱ的出水,以及旁路厌氧氨氧化池的出水均流入所述主流处理系统的厌氧池,旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入厌氧池,或者同时排入厌氧池和缺氧池。
进一步地,所述主流处理系统的反应池包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池,所述厌氧池的出水流入所述缺氧池,所述缺氧池的出水流入所述好氧池,所述好氧池的出水流入所述的二沉池,同时所述好氧池一部分出水回流至所述缺氧池,所述二沉池的污泥回流至所述厌氧池,所述厌氧氨氧化旁路系统中的中间水池或者旁路短程硝化池Ⅱ的出水,以及旁路厌氧氨氧化池的出水均流入所述主流处理系统的厌氧池,旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入厌氧池,或者同时排入厌氧池和缺氧池。
进一步地,所述主流处理系统还包括低氧曝气池,设在所述缺氧池和所述好氧池之间,所述缺氧池的出水流入所述低氧曝气池,所述的低氧曝气池的出水流入所述好氧池,所述低氧曝气池一部分出水回流至所述缺氧池,所述厌氧氨氧化旁路系统中的中间水池或者旁路短程硝化池Ⅱ的出水,以及旁路厌氧氨氧化池的出水均流入所述主流处理系统的厌氧池,旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入厌氧池,或者同时排入厌氧池和缺氧池。
本技术方案的技术效果在于:
(一)实现污水处理过程中,短程硝化工艺、厌氧氨氧化工艺和硝化-反硝化工艺联合脱氮,提高污水处理总氮TN去除能力,节省能耗及外加碳源,保证污水处理总氮TN稳定达标。
(二)本技术方案实现主流厌氧氨氧化工艺流程中的亚硝氮NO2 --N源及厌氧氨氧化菌AAOB源的稳定供给,亚硝氮NO2 --N和厌氧氨氧化菌AAOB是主流厌氧氨氧化工艺效果的两个关键因素。一方面,相对于现有技术主流厌氧氨氧化比较单一的亚硝氮NO2 --N来源途径,本技术方案工艺中亚硝氮NO2 --N能够从三个途径获得:a)从厌氧氨氧化旁路系统出水中获得;b)在厌氧、缺氧池硝氮NO3 --N反硝化成亚硝氮NO2 --N,厌氧氨氧化菌AAOB与反硝化菌竞争获得;c)在低氧曝气池短程硝化菌AOB将氨氮NH4 +-N氧化成亚硝氮NO2 --N,厌氧氨氧化菌AAOB与亚硝酸盐氧化菌NOB、反硝化菌竞争亚硝氮NO2 --N获得。本技术方案的亚硝氮NO2 --N来源途径增多使亚硝氮NO2 --N来源稳定。另一方面,通过在旁路侧流系统培养菌种,并将旁路侧流厌氧氨氧化菌AAOB流加至主流处理系统,为主流厌氧氨氧化工艺脱氮提供稳定菌种来源。综上,本技术方案可实现污水主流处理系统中的厌氧氨氧化工艺的快速启动及稳定运行。
(三)本技术方案中的厌氧氨氧化旁路系统的基础设施可以是钢筋混凝土结构;也可以是移动式的钢结构,其可作为旁路系统来迅速启动主流处理系统中的厌氧氨氧化工艺,实现硝化-反硝化与短程硝化、厌氧氨氧化并存工艺脱氮后撤走,提供给其他的污水处理项目再次使用。
附图说明
图1一种联合工艺污水处理系统的优选实施例一。
图2一种联合工艺污水处理系统的优选实施例二。
图中:10-主流处理系统,11-厌氧池,12-缺氧池,13-好氧池,14-二沉池;15-低氧曝气池;20-厌氧氨氧化旁路系统,21-旁路短程硝化池Ⅰ,22-旁路厌氧氨氧化池,23-旁路短程硝化池II,24-中间水池。
具体实施方式
下面结合具体实施方式及附图对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施方式,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例一
如图1所示,一种联合工艺污水处理系统,应用在广西某污水处理厂,用于处理城市生活污水,城市生活污水氨氮NH4 +-N约为53mg/L,总氮约67mg/L,COD约356mg/L。厌氧氨氧化旁路系统(20)的反应池包括旁路短程硝化池Ⅰ(21)和旁路厌氧氨氧化池(22),主流处理系统(10)的反应池包括依次顺序连接的厌氧池(11)、缺氧池(12)、好氧池(13)、二沉池(14),所述旁路短程硝化池Ⅰ(21)的一部分出水流入所述主流处理系统(10)的厌氧池(11),所述旁路短程硝化池Ⅰ(21)的另一部分出水流入所述旁路厌氧氨氧化池(22),所述旁路厌氧氨氧化池(22)的出水与所述待处理的污水汇合后流入所述主流处理系统(10)的厌氧池(11),所述旁路厌氧氨氧化池(22)的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入厌氧池(11),所述厌氧池(11)的出水流入缺氧池(12),所述缺氧池(12)的出水流入所述好氧池(13),所述好氧池(13)的出水流入所述的二沉池(14),同时好氧池(13)部分出水回流至缺氧池(12),所述二沉池(14)的污泥回流至所述厌氧池(11)。
该联合工艺污水处理系统的工艺包括启动阶段和运行阶段,启动阶段时,所述厌氧氨氧化旁路系统(20)进行短程硝化反应生成亚硝氮NO2 --N和培育厌氧氨氧化AAOB菌,运行阶段时:所述厌氧氨氧化旁路系统通过排泥向与其连接的所述主流处理系统(10)输送启动阶段培育的厌氧氨氧化AAOB菌,使主流处理系统(10)中启动厌氧氨氧化脱氮工艺,与主流处理系统(10)的原有硝化-反硝化工艺形成联合脱氮工艺。
该联合工艺污水处理系统连续运行42天后,出水氨氮NH4 +-N、总氮TN变化对比如下(取连续运行42天的数据平均值)
表1联合工艺污水处理与单一工艺污水处理效果对比
由上述表1可知,采用本技术方案联合工艺污水处理系统后,出水总氮稳定达到国家强制性标准《GB 18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。出水氨氮NH4 +-N由原来采用单一脱氮工艺的3.67mg/L降低至0.05mg/L,出水氨氮NH4 +-N降低了98.6%;出水总氮TN由原来采用单一脱氮工艺时的26.38mg/L降低至7.56mg/L,出水总氮TN降低了71.3%。
实施例二
如图2所示,一种联合工艺污水处理系统,应用在广西某城市工业集中区内的污水处理厂,该污水处理厂所处理的污水包括生活污水和缫丝副产品加工废水。生活污水直接进入联合工艺污水处理系统,其氨氮NH4 +-N约46mg/L,总氮TN约60mg/L,COD约310mg/L,缫丝副产品加工废水首先经过脱碳预处理后再进入联合工艺污水处理系统,预处理后的缫丝副产品加工废水NH4 +-N约1600mg/L,总氮TN约1800mg/L,COD约425mg/L。厌氧氨氧化旁路系统(20’)的反应池包括旁路短程硝化池Ⅰ(21’)、中间水池(24’)、旁路短程硝化池II(23’)和旁路厌氧氨氧化池(22’),所述主流处理系统(10’)的反应池包括依次顺序连接的厌氧池(11’)、缺氧池(12’)、低氧曝气池(15’)、好氧池(13’)和二沉池(14’);所述旁路短程硝化池Ⅰ(21’)的一部分出水流入所述中间水池(24’),所述中间水池(24’)的一部分出水流入旁路短程硝化池Ⅱ(23’),所述中间水池(24’)的另一部分出水流入所述旁路厌氧氨氧化池(22’),所述旁路厌氧氨氧化池(22’)的出水流入所述主流处理系统(10’)的厌氧池(11’),所述旁路短程硝化池Ⅱ(23’)的出水流入所述主流处理系统(10’)的厌氧池(11’),所述旁路厌氧氨氧化池(22’)的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入所述主流处理系统(10’)的厌氧池(11’);所述主流处理系统(10’)的厌氧池(11’)的出水流入所述缺氧池(12’),所述缺氧池(12’)的出水流入所述低氧曝气池(15’),所述低氧曝气池(15’)的出水流入所述好氧池(13’),所述好氧池(13’)的出水流入所述的二沉池(14’),同时所述低氧曝气池(15’)的部分泥水混合物回流至所述缺氧池(12’),所述好氧池(13’)的部分泥水混合物回流至所述缺氧池(12’),所述二沉池(14’)的污泥回流至所述厌氧池(11’)。
该联合工艺污水处理系统连续运行45天后,出水氨氮NH4 +-N、总氮TN变化对比如下(取连续运行45天的数据平均值)
表2联合工艺污水处理与单一工艺污水处理效果对比
由上述表2可知,采用本技术方案联合工艺污水处理系统后,出水总氮TN稳定达到《GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。出水氨氮NH4 +-N由原来单一脱氮工艺时的5.61mg/L降低至0.25mg/L,降低了95.5%。出水总氮TN由原来单一脱氮工艺的32.28mg/L降低至9.43mg/L,降低了70.8%。
Claims (9)
1.一种联合工艺污水处理系统,其特征在于:所述联合工艺处理系统包括厌氧氨氧化旁路系统和主流处理系统,所述厌氧氨氧化旁路系统包括若干个连接的反应池,所述厌氧氨氧化旁路系统的反应池均设有进水口和出水口,所述主流处理系统包括若干个依次连接的反应池,所述主流处理系统的反应池均设有进水口和出水口,所述厌氧氨氧化旁路系统通过水口连接和泥口连接与所述主流处理系统连接,所述厌氧氨氧化旁路系统的出水流入的主流处理系统的反应池的数量为1个或者1个以上,厌氧氨氧化旁路系统的出水流入所述主流处理系统,向主流处理系统提供亚硝氮NO2 --N,所述厌氧氨氧化旁路系统的污泥排入的主流处理系统的反应池的数量为1个或者1个以上,厌氧氨氧化旁路系统的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入主流处理系统,向主流处理系统提供厌氧氨氧化菌种AAOB,使所述主流处理系统中启动厌氧氨氧化脱氮工艺,与所述主流处理系统的原有脱氮工艺形成联合脱氮工艺。
2.根据权利要求1所述的一种联合工艺污水处理系统,其特征在于:所述厌氧氨氧化旁路系统的反应池包括旁路短程硝化池Ⅰ和旁路厌氧氨氧化池,所述旁路短程硝化池Ⅰ的一部分出水流入主流处理系统的反应池,所述旁路短程硝化池Ⅰ的另一部分出水流入所述旁路厌氧氨氧化池,所述旁路厌氧氨氧化池的出水流入所述主流处理系统的反应池,所述旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入所述主流处理系统的反应池。
3.根据权利要求2所述的一种联合工艺污水处理系统,其特征在于:所述厌氧氨氧化旁路系统的反应池还包括旁路短程硝化池Ⅱ,所述旁路短程硝化池Ⅰ的一部分出水流入所述旁路短程硝化池Ⅱ,所述旁路短程硝化池Ⅰ的另一部分出水流入所述旁路厌氧氨氧化池,所述旁路短程硝化池Ⅱ的出水流入所述主流处理系统的反应池,所述旁路厌氧氨氧化池的出水流入所述主流处理系统的反应池,所述旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入所述主流处理系统的反应池。
4.根据权利要求2所述的一种联合工艺污水处理系统,其特征在于:所述厌氧氨氧化旁路系统的反应池还包括中间水池,所述旁路短程硝化池Ⅰ的出水流入所述中间水池,所述中间水池的一部分出水流入所述旁路厌氧氨氧化池,所述旁路厌氧氨氧化池的出水流入所述主流处理系统的反应池,所述中间水池的另一部分出水流入所述主流处理系统的反应池。
5.根据权利要求3所述的一种联合工艺污水处理系统,其特征在于:所述厌氧氨氧化旁路系统的反应池还包括中间水池,所述旁路短程硝化池Ⅰ的出水流入所述中间水池,所述中间水池的一部分出水流入所述旁路厌氧氨氧化池,所述旁路厌氧氨氧化池的出水流入所述主流处理系统的反应池,所述中间水池的另一部分出水流入所述旁路短程硝化池Ⅱ,所述旁路短程硝化池Ⅱ出水流入所述主流处理系统的反应池。
6.根据权利要求2或权利要求3所述的一种联合工艺污水处理系统,其特征在于:所述主流处理系统的反应池包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池,所述厌氧池的出水流入所述缺氧池,所述缺氧池的出水流入所述好氧池,所述好氧池的出水流入所述的二沉池,同时所述好氧池一部分出水回流至所述缺氧池,所述二沉池的污泥回流至所述厌氧池,所述厌氧氨氧化旁路系统中的旁路短程硝化池Ⅰ或者旁路短程硝化池Ⅱ的出水,以及旁路厌氧氨氧化池的出水均流入所述主流处理系统的厌氧池,旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入厌氧池,或者同时排入厌氧池和缺氧池。
7.根据权利要求6所述的一种联合工艺污水处理系统,其特征在于:所述主流处理系统还包括低氧曝气池,设在所述缺氧池和所述好氧池之间,所述缺氧池的出水流入所述低氧曝气池,所述的低氧曝气池的出水流入所述好氧池,所述低氧曝气池一部分出水回流至所述缺氧池,所述厌氧氨氧化旁路系统中的旁路短程硝化池Ⅰ或者旁路短程硝化池Ⅱ的出水,以及旁路厌氧氨氧化池的出水均流入所述主流处理系统的厌氧池,旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入厌氧池,或者同时排入厌氧池和缺氧池。
8.根据权利要求4或权利要求5所述的一种联合工艺污水处理系统,其特征在于:所述主流处理系统的反应池包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池,所述厌氧池的出水流入所述缺氧池,所述缺氧池的出水流入所述好氧池,所述好氧池的出水流入所述的二沉池,同时所述好氧池一部分出水回流至所述缺氧池,所述二沉池的污泥回流至所述厌氧池,所述厌氧氨氧化旁路系统中的中间水池或者旁路短程硝化池Ⅱ的出水,以及旁路厌氧氨氧化池的出水均流入所述主流处理系统的厌氧池,旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入厌氧池,或者同时排入厌氧池和缺氧池。
9.根据权利要求6所述的一种联合工艺污水处理系统,其特征在于:所述主流处理系统还包括低氧曝气池,设在所述缺氧池和所述好氧池之间,所述缺氧池的出水流入所述低氧曝气池,所述的低氧曝气池的出水流入所述好氧池,所述低氧曝气池一部分出水回流至所述缺氧池,所述厌氧氨氧化旁路系统中的中间水池或者旁路短程硝化池Ⅱ的出水,以及旁路厌氧氨氧化池的出水均流入所述主流处理系统的厌氧池,旁路厌氧氨氧化池的污泥在联合工艺污水处理系统运行阶段开始时排入厌氧池,或者同时排入厌氧池和缺氧池。
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GR01 | Patent grant | ||
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