DE19833183A1 - Mechanical and biological processing of ashes for the growth of vegetation uses a prepared input mixture of ashes with a formulated mixture to be mixed with ashes on site - Google Patents
Mechanical and biological processing of ashes for the growth of vegetation uses a prepared input mixture of ashes with a formulated mixture to be mixed with ashes on siteInfo
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Abstract
Description
Es ist bekannt, daß gemäß der Technischen Anleitung zur Verwertung, Behandlung und sonstigen Entsorgung von Siedlungsabfällen (TASi); Deponien, Halden, Kippen etc. nach ihrer endgültigen oder temporären Stillegung mit einer geeigneten Abdeckung/Abschirmung zu versehen sind, um die Umwelt gegen witterungsbedingte Erosionserscheinungen, Schadstoffemissionen in die Atmosphäre und den Deponieuntergrund sowie Setzungserscheinungen zu schützen.It is known that according to the technical instructions for recovery, treatment and other municipal waste disposal (TASi); Landfills, dumps, dumps etc. according to their final or temporary decommissioning with a suitable cover / shield are provided to protect the environment against weather-related erosion, Pollutant emissions into the atmosphere and the landfill underground as well Protect settlement phenomena.
Im Schrifttum werden eine Vielzahl von konventionellen und neuen gleichwertigen Verfahren zur Errichtung von standortangepaßten Deponieabschirmsystemen beschrieben.A large number of conventional and new equivalent methods are used in literature for the installation of site-specific landfill shielding systems.
Der umwelttechnische Standard dieser bekannten Deponieabschirmsysteme wird sowohl vom Umweltgefährdungspotential und dem Inhalt der Deponieablagerungen als auch von den geltenden Anordnungen und Vorschriften des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (KrW-/AbfG; TASi) bestimmt.The environmental standard of these known landfill shielding systems is both from Environmental hazard potential and the content of landfill deposits as well as from the current orders and regulations of the Closed Substance Cycle and Waste Management Act (KrW- / AbfG; TASi) determined.
Viele dieser bekannten konventionellen Verfahren zur Herstellung von Deponieabschirmsystemen sind jedoch mit technisch-technologischen bzw. umweltrelevanten Mängeln behaftet.Many of these known conventional processes for producing Landfill shielding systems are, however, technologically or environmentally relevant Defective.
Fast allen Verfahren gemeinsam ist, daß sie beträchtliche Kosten verursachen.Common to almost all processes is that they involve considerable costs.
Die hohen Kosten von Deponieabschirmsystemen resultieren aus dem vom Gesetzgeber
geforderten komplizierten Aufbau der Deponieabschirmungen und den angewandten
Verfahrenstechnologien. Wesentliche kostenrelevante Nachteile der konventionellen
Technologien und Verfahren zur Herstellung von Deponieabschirmsystemen sind u. a.:
The high costs of landfill shielding systems result from the complicated structure of the landfill shields required by the legislator and the process technologies used. Significant cost-relevant disadvantages of conventional technologies and processes for the manufacture of landfill shielding systems include:
- - die Verwendung von extern und mit hohem Energieaufwand produzierten Materialien (Abdichtungsfolien, Vliesgewebe, Dränagerohre etc.) zur Herstellung von Wassersperren und Schutzschichten; - the use of materials produced externally and with high energy consumption (Sealing foils, non-woven fabric, drainage pipes etc.) for the production of water barriers and Protective layers;
- - der Einsatz von nur in begrenztem Umfang vorhandenen nativen Rohstoffen (Sand, Ton, Kies, Mutterboden) zur Herstellung der Ausgleichsschicht, der mineralischen Dichtungsschicht und der Entwässerungsschicht;- the use of native raw materials (sand, clay, gravel, Topsoil) for the production of the leveling layer, the mineral sealing layer and the drainage layer;
- - das Aufbringen von Mutterboden als begrünbare Rekultivierungsschicht zur Endabdeckung;- the application of topsoil as a greenable recultivation layer for the final covering;
- - der hohe Transportaufwand für alle im Rahmen der Herstellung der Deponieabschirmschicht eingesetzten Materialien;- The high transport costs for everyone involved in the production of the landfill shielding layer used materials;
- - die Errichtung und der Betrieb von verfahrenstechnischen Anlagen zur Herstellung von begrünbaren Rekultivierungssubstraten (Komposte) aus vegetativen und nativen Rohmaterialien;- the construction and operation of process plants for the production of plantable recultivation substrates (composts) from vegetative and native Raw materials;
- - der hohe technologische Aufwand (Mensch, Maschinen, Materialien) zur Herstellung konventioneller Deponieabschirmungen nach Technischer Anleitung Siedlungsabfall (TASi).- The high technological effort (man, machine, materials) for manufacturing conventional landfill shielding according to technical instructions for municipal waste (TASi).
Nachteilig ist weiterhin, daß die gemäß TASi hergestellten Deponieabschirmsysteme hinsichtlich einer notwendigen Erhaltung der Sicherungs-/Schutzwirkung über lange Zeiträume schlecht bewertet werden können, es sich bei diesen Abschirmsystemen in der Regel um Abdeckungen handelt, die mittel- und kurzfristig den Weiterbetrieb einer Deponie nicht zulassen und bei denen Funktionsstörungen nur mit einem sehr hohen Aufwand behoben werden können.Another disadvantage is that the landfill shielding systems manufactured according to TASi with regard to the need to maintain the security / protective effect poorly over long periods can be assessed, these shielding systems are usually covers acts that do not allow the continued operation of a landfill in the medium and short term and where Malfunctions can only be remedied with very great effort.
Weiterhin ist nachteilig, daß es bisher kein einfaches und kostengünstiges industrielles Verfahren zur insitu-Herstellung begrünungsfähiger Substrate unter Verwendung geeigneter preiswerter mineralischer Abfallstoffe und Inputmaterialien mit organisch-anthropogenen und/oder organisch-nativen Inhaltsstoffen gibt. Another disadvantage is that it has not been a simple and inexpensive industrial process for the in-situ production of vegetable substrates using suitable inexpensive mineral waste and input materials with organic anthropogenic and / or organic-native ingredients.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines einfachen und wirtschaftlichen großtechnischen Verfahrens, durch eine Mechanisch-Biologische-Ascherekultivierung, zur insitu-Herstellung eines pflanzenverträglichen Substrates, das als begrünte Abschirmschicht Deponien und andere Problemflächen gegen witterungsbedingte Erosionserscheinungen und Emissionen von Schadstoffen in die Umwelt schützt. The object of the invention is to create a simple and economical large-scale Process, through a mechanical-biological ash cultivation, for in-situ production a substrate that is compatible with plants and that acts as a green shielding layer for landfills and others Problem areas against weather-related erosion and emissions from Protects pollutants into the environment.
Die Aufgabe ein einfaches, wirtschaftliches, ökologisches und innovatives industrielles insitu-Ver fahren zur Mechanisch-Biologischen-Ascherekultivierung zu entwickeln wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem ersten Verfahrensschritt (der Vorbehandlung zum Mischen und Homogenisieren der Inputmaterialien), der relativ grobkörnigen Asche eine definierte Menge Inputmaterialien zur Vorbehandlung durch Mischen und Homogenisierung der Inputmaterialien mit organisch-nativen und organisch-anthropogenen Inhallsstoffen nacheinander zugegeben und anschließend mechanisch homogenisiert wird.The task of a simple, economical, ecological and innovative industrial insitu-Ver continue to develop mechanical-biological ash reclamation, solved according to the invention in that in a first process step (the pretreatment for Mixing and homogenizing the input materials), the relatively coarse-grained ash defined amount of input materials for pretreatment by mixing and homogenizing the Input materials with organic-native and organic-anthropogenic substances is added in succession and then mechanically homogenized.
In einem zweiten Verfahrensschritt (der aeroben Vorstabilisierung) wird der homogenisierte Mix aus Asche und Inputmaterialien in Form offener Mieten aufgesetzt und durch die Stoffwechselaktivitäten autochthoner Mikroorganismenpopulationen der sgn. aeroben Vorstabilisierung unterzogen. Durch die inerte Asche werden günstige Prozeßparameter und Milieubedingungen für die aerobe Vorstabilisierung, wie z. B. der pH-Wert, die Leitfähigkeit, das Luftporenvolumen, die Struktur, der Feuchtegehalt, die mineralischen Nährstoffe, wichtige Spurenelemente etc., eingestellt.In a second process step (aerobic pre-stabilization) the homogenized mix from ash and input materials in the form of open rents and through the Metabolic activities of autochthonous microorganism populations of the so-called. aerobic Subjected to pre-stabilization. Due to the inert ash, favorable process parameters and Milieu conditions for aerobic pre-stabilization, such as B. the pH, the conductivity, the Air pore volume, the structure, the moisture content, the mineral nutrients, important Trace elements etc., set.
Der mikrobielle Abbauprozeß der leicht verfügbaren organischen Inhaltsstoffe des Asche-In putmaterialmixes läuft dadurch zügig und stabil ab.The microbial degradation process of the readily available organic ingredients in the ash-in Put material mixes run quickly and stably.
In einem sich anschließenden dritten Verfahrensschritt (der aeroben Intensivstabilisierung) wird der Inputmaterialmix umgesetzt, belüftet und die aktive Oberfläche des Gemisches vergrößert. Durch den stark beschleunigt ablaufenden mikrobiellen Stoffwechselprozeß erfolgt der Umbau (Mineralisierung) der hochmolekularen organischen Verbindungen in Kohlendioxid, Wasser, Mineralsalze und neue Biomasse. Begleitet wird dieser Umbauprozeß durch einen starken Temperaturanstieg.In a subsequent third process step (aerobic intensive stabilization) the input material mix implemented, ventilated and the active surface of the mixture increased. The conversion takes place due to the accelerated microbial metabolic process (Mineralization) of high molecular weight organic compounds in carbon dioxide, water, Mineral salts and new biomass. This conversion process is accompanied by a strong one Temperature rise.
Im sich anschließenden vierten Verfahrensschritt (der aeroben Nachstabilisierung) wird dem zuvor mikrobiell behandelten Asche-Inputmaterialmix erneut Asche in einer bestimmten Menge zugegeben, danach wird das Gemisch erneut homogenisiert und belüftet und in Form einer bis zu 30 cm hohen Schicht auf der Oberfläche ausgebreitet und mechanisch aufgelockert. In the subsequent fourth process step (aerobic post-stabilization) the previously microbially treated ash input material mix again ash in a certain amount added, then the mixture is homogenized again and aerated and in the form of up to 30 cm high layer spread on the surface and loosened mechanically.
In diesem Verfahrensschritt kommt es zur Stagnation der exponentiellen Wachstumsphase der aktiven Mikroorganismenpopulationen und u. a. dadurch zum Absinken der Temperatur des Inputmaterialmixes auf Umgebungstemperatur.In this process step, the exponential growth phase of the active microorganism populations and u. a. thereby lowering the temperature of the Input material mixes at ambient temperature.
Überraschender Weise wurde gefunden, daß es beim vorab beschriebenen Prozeß der Mechanischen-Biologischen-Ascherekultivierung durch die definierte Zugabe von Asche während verschiedener Verfahrensschritte des Herstellungsprozesses nicht zum Absinken des pH-Wertes in den sauren Bereich kommt, Geruchsemissionen nicht bzw. stark gemindert auftreten, keine Sickerwasserbildung auftrat, der mikrobielle Umbauprozeß in einer kürzeren als sonst üblichen Zeit abläuft, die Bildung von Huminstoffen begünstigt wird, sich ein optimales Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis eingestellt und am Ende des Herstellungsprozesses ein pflanzenverträgliches Substrat entstanden ist, das eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber witterungsbedingten Erosionserscheinungen besitzt.Surprisingly, it was found that the previously described process of Mechanical-biological-ash cultivation through the defined addition of ash during various process steps in the manufacturing process not to decrease the pH value in the acidic range, odor emissions not or greatly reduced occur, no leachate formation occurred, the microbial conversion process in a shorter than otherwise usual time expires, the formation of humic substances is favored, an optimal Carbon-nitrogen ratio set and at the end of the manufacturing process plant-compatible substrate has emerged, which is highly resistant to weather-related erosion.
Weiterhin wurde festgestellt, daß der Prozeß zur Mechanisch-Biologischen-Ascherekultivierung ökologisch und wirtschaftlich, auf natürliche Art und Weise, ohne die sonst üblichen verfahrens- und anlagentechnischen Hilfsmittel und Vorrichtungen, unter den am Standort der Hochhalde in Leuna im Jahresmittel herrschenden klimatischen Verhältnissen, optimal betrieben werden kann. It was also found that the process for mechanical-biological ash reclamation ecological and economical, in a natural way, without the usual procedural and technical aids and devices, among those at the location of the Hochhalde in Leuna in the annual average prevailing climatic conditions, can be operated optimally.
Das entwickelte Verfahren zur Mechanisch-Biologischen-Ascherekultivierung zur insitu-Her
stellung eines pflanzenverträglichen Substrates, das als begrünbare Abschirmschicht zur
temporären Sicherung von Deponien gegen witterungsbedingte Erosionserscheinungen genutzt
wird, besitzt gegenüber anderen Verfahren und Technologien folgende Vorteile:
The developed process for mechanical-biological ash reclamation for the in-situ production of a plant-compatible substrate, which is used as a greening shielding layer for the temporary protection of landfills against weather-related erosion, has the following advantages over other processes and technologies:
- - zur Mechanisch-Biologischen-Ascherekultivierung werden keine speziellen verfahrenstechnischen Anlagen benötigt;- Mechanical-biological ash cultivation is not special process plants required;
- - die Mechanisch-Biologische-Ascherekultivierung erfolgt ökologisch und wirtschaftlich auf natürliche Art und Weise im Freiluftbetrieb;- The mechanical-biological ash cultivation takes place ecologically and economically natural outdoor mode;
- - die zur Mechanisch-Biologischen-Ascherekultivierung benötigte Asche ist am zu sichernden Standort vorhanden;- The ash required for mechanical-biological ash reclamation is to be secured Location available;
- - zur Herstellung des Rekultivierungssubstrates werden ausschließlich mineralische und organische Sekundärrohstoffe/Abfallstoffe eingesetzt. Dadurch werden die natürliche Ressourcen weitgehend geschont;- only mineral and. are used to manufacture the recultivation substrate organic secondary raw materials / waste materials used. This will make the natural Largely spared resources;
- - Schonung der Umwelt durch Verminderung des Transportaufwandes;- Protection of the environment by reducing transport costs;
- - einfache und unkomplizierte Technologie zur Herstellung pflanzenverträglicher begrünungsfähiger Substrate nach vorgegebenen Inputmaterialrezepturen und Verfahrensschrittabfolgen;- Simple and uncomplicated technology for the production of plant-compatible greening substrates according to given input material recipes and Process step sequences;
- - wesentlich verminderter technologischer Aufwand zur Herstellung innovativer Deponieabschirmsysteme;- Significantly reduced technological effort for the production of innovative Landfill shielding systems;
- - Substitution nativer Bodenfraktionen.- Substitution of native soil fractions.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Mechanisch-Biologischen-Ascherekultivierung mit dem Ziel der insitu-Herstellung eines pflanzenverträglichen Rekultivierungssubstrates aus sekundären-mine ralischen und organischen Rohstoffen/Abfallstoffen zur Sicherung von Deponien gegen witterungsbedingte Erosionserscheinungen soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutern werden und zwar zeigtThe inventive method for mechanical-biological ash cultivation with the Aim of the in-situ production of a plant-compatible recultivation substrate from secondary mines ralic and organic raw materials / waste materials to secure landfills against Weather-related erosion phenomena are described below using an exemplary embodiment will explain and shows
Fig. 1 das auf der Hochhalde Leuna genutzte Verfahrensschema zur Herstellung eines pflanzenverträglichen Substrates zur Rekultivierung/Sicherung von Deponien gegen witterungsbedingte Erosionserscheinung durch Mechanisch-Biologische-Asche rekultivierung. Fig. 1 shows the process scheme used on the Leuna heap for the production of a plant-compatible substrate for the recultivation / protection of landfills against weather-related erosion by mechanical-biological ash recultivation.
Gemäß Aufgabenstellung soll zur temporären Sicherung der Südlichen Erweiterung der Hochhalde-Leuna gegen witterungsbedingte Erosionserscheinungen durch Mechanisch-Bio logische-Ascherekultivierung ein pflanzenverträgliches begrünbares Abdecksubstrat hergestellt werden.According to the task, the temporary extension of the southern extension of the Hochhalde-Leuna against weather-related erosion through mechanical bio logical-ash reclamation a plant-compatible coverable substrate getting produced.
Fig. 1 zeigt hier die Abfolge der gewählten Verfahrensschritte. Im ersten Verfahrensschritt 1 werden die Inputmaterialien nach einer vorgegebenen Rezeptur miteinander mechanisch vermischt und grob homogenisiert. Das Vermischen und Homogenisieren erfolgt mit Hilfe eine Baggers oder Überkopfladers. Fig. 1 here shows the sequence of the selected method steps. In the first process step 1, the input materials are mechanically mixed with one another and roughly homogenized according to a predetermined recipe. Mixing and homogenization is carried out with the help of an excavator or overhead loader.
Im vorliegenden Fall wurde für den Inputmaterialmix folgende Rezeptur gewählt:
In the present case, the following recipe was chosen for the input material mix:
- - 20 Vol-% Asche;- 20 vol% ash;
- - 10 Vol-% Bio-Kompost und/oder organisches Strukturmaterial;- 10 vol% organic compost and / or organic structural material;
- - 70 Vol-% kommunaler ausgefaulter Klärschlamm.- 70% by volume of municipal sewage sludge.
Zu Beginn des zweiten Verfahrensschrittes 2 wird das Inputmaterialgemisch mit Hilfe eines Baggers in Form offener Dreiecksmieten aufgesetzt. Im Anschluß daran erfolgt mittels Mietenumsetzer eine intensive Homogenisierung und Durchlüftung der Mieten. Gleichzeitig wird die aktive Oberfläche des Inputmaterialgemisches vergrößert.At the beginning of the second process step 2, the input material mixture using a Excavators in the form of open triangular rents. This is followed by Rent converter an intensive homogenization and ventilation of the rents. At the same time the active surface of the input material mixture is increased.
Während der aeroben Vorstabilisierung werden der pH-Wert, die Temperatur im Mietenkern und die Sickerwasserbildung ständig kontrolliert. Nach etwa 14 Tagen bis 4 Wochen ist der Prozeß der aeroben Vorstabilisierung abgeschlossen. Die Dreiecksmieten werden erneut mit Hilfe des Mietenumsetzers homogenisiert und belüftet. Jetzt beginnt die aerobe Intensivstabilisierung 3. Wenn im Kern der Miete Temperaturen von 50°C bis 70°C erreicht und über einen Zeitraum von 14 Tagen bis 3 Wochen gehalten worden sind, wird die Intensivstabilisierung beendet. During the aerobic pre-stabilization, the pH value, the temperature in the core and constantly controls the leachate formation. The process is complete after about 14 days to 4 weeks aerobic pre-stabilization completed. The triangular rents are again with the help of Rental converter homogenized and ventilated. The intensive aerobic stabilization now begins 3. If the core of the rent reaches temperatures of 50 ° C to 70 ° C and over a period of Intensive stabilization is ended for 14 days to 3 weeks.
Vor der aeroben Nachstabilisierung wird den Dreiecksmieten nochmals Asche in einer Menge von 20-30 Vol-% zugegeben, intensiv mit dem schon aerob stabilisierten Inputmaterialmix vermischt und homogenisiert.Before the aerobic post-stabilization, the triangular rents are again ash in a quantity of 20-30 vol% added, intensive with the already aerobically stabilized input material mix mixed and homogenized.
Danach wird der mit Asche angereicherte Inputmaterialmix mittels Planierraupe auf der abzuschirmenden Deponieoberfläche verteilt. Der huminreiche feinkörnige Inputmaterialmix wird dann in Form einer ca. 10 cm bis 30 cm starken Schicht gleichmäßig auf der durch Begrünung zu sichernden Oberfläche verteilt.After that, the input material mix enriched with ash is placed on the bulldozer using the bulldozer distributed landfill surface to be shielded. The humine-rich fine-grained mix of input materials is then in the form of an approximately 10 cm to 30 cm thick layer evenly on the through Greening distributed to the surface to be secured.
Während des 3 bis 4 Wochen andauernden Prozesses der aeroben Nachstabilisierung 4 wird die o.g. Schicht mehrfach durch grubbern aufgelockert und belüftet. Während der Vegetationsperioden im Frühjahr und im Herbst wird die Fläche begrünt. During the 3 to 4 week process of aerobic post-stabilization 4, the o.g. Layer loosened several times by cultivating and ventilated. During the Vegetation periods in spring and autumn are greened.
Mechanisch-Biologische-Ascherekultivierung, pflanzenverträgliches Rekultivierungssubstrat, Sekundärrohstoffe, Recyclate, witterungsbedingte Erosionserscheinungen, Deponieabschirmung, Inputmaterialien mit organisch-nativen/organisch-anthropogenen Inhaltsstoffen, aerobe Stabilisierung, Standraum für Pflanzen, mikrobielle Aktivität, Huminstoffe, insitu-Herstellung, autochthone Mikroorganismenpopulation, Technische Anleitung zur Verwertung, Behandlung und sonstigen Entsorgung von Siedlungsabfällen (TASi), Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG), temporäre Sicherung von Deponieoberflächen.Mechanical-biological ash cultivation, plant-compatible recultivation substrate, Secondary raw materials, recyclates, weather-related erosion, landfill shielding, Input materials with organic-native / organic-anthropogenic ingredients, aerobic Stabilization, space for plants, microbial activity, humic substances, in-situ production, autochthonous microorganism population, technical instructions for recovery, treatment and other disposal of municipal waste (TASi), recycling and waste law (KrW- / AbfG), temporary securing of landfill surfaces.
Claims (8)
- - kommunaler Klärschlamm innerhalb der AbfKlärV größer gleich 1 Masse-%;
- - industrieller Klärschlamm größer gleich 0 Masse-%;
- - Biokompost größer gleich 0 Masse-%;
- - Asche der Hochhalde Leuna größer gleich 1 Masse-%;
- - organische native Strukturmaterialien größer gleich 0 Masse-%;
- - Zuschlagstoffe zur Einstellung eines optimalen C/N-Verhältnisses größer gleich 0 Masse-%;
- - mineralische Strukturmaterialien größer gleich 0 Masse-%.
- - municipal sewage sludge within the AbfKlärV greater than or equal to 1% by mass;
- - industrial sewage sludge greater than or equal to 0% by mass;
- - Biocompost greater than or equal to 0% by mass;
- - Ashes of the Leuna high dump greater than or equal to 1% by mass;
- - organic native structural materials greater than or equal to 0% by mass;
- - aggregates for setting an optimal C / N ratio greater than or equal to 0% by mass;
- - mineral structural materials greater than or equal to 0% by mass.
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DE1998133183 DE19833183A1 (en) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | Mechanical and biological processing of ashes for the growth of vegetation uses a prepared input mixture of ashes with a formulated mixture to be mixed with ashes on site |
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DE (1) | DE19833183A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005040957A1 (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Rebo Umwelttechnik Gmbh | Biotechnological land filling process, useful in preparing land filling substrate, comprises initiating strong exothermic microbial material landfilling process and converting facultative anaerobic landfilling phase and microbial activity |
-
1998
- 1998-07-23 DE DE1998133183 patent/DE19833183A1/en not_active Ceased
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102005040957A1 (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Rebo Umwelttechnik Gmbh | Biotechnological land filling process, useful in preparing land filling substrate, comprises initiating strong exothermic microbial material landfilling process and converting facultative anaerobic landfilling phase and microbial activity |
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