JP2022077113A - Water treatment apparatus and washing method of water treatment apparatus - Google Patents
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本発明は水処理装置及び水処理装置の洗浄方法に関する。 The present invention relates to a water treatment apparatus and a method for cleaning the water treatment apparatus.
従来より、固形物を含む汚水等の被処理水を貯留する貯留槽、貯留槽に浸漬され且つ被処理水から固形物を分離除去する膜分離装置及び被処理水に接触する空気を供給する曝気装置を備える汚水処理装置が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1の膜分離装置は、微細孔が形成されている繊維に囲まれた中空部を有する長尺状の中空糸膜、中空糸膜の一端に接続されている第1の集水部及び中空糸膜の他端に接続されている第2の集水部を備え、被処理水に含まれる固形物は中空糸膜によって分離除去され、固形物が分離除去された被処理水(以下、「膜透過水」という。)は、中空糸膜の微細孔及び中空部を順次通過し、第1の集水部又は第2の集水部に集水される。第1の集水部及び第2の集水部に集水された膜透過水は貯留槽の外部に排出される。
Conventionally, a storage tank that stores water to be treated such as sewage containing solid matter, a membrane separation device that is immersed in the storage tank and separates and removes solid matter from the water to be treated, and aeration that supplies air in contact with the water to be treated. A sewage treatment device including the device is known (for example, Patent Document 1). The membrane separation device of
膜分離装置が被処理水から固形物を分離除去しているとき、曝気装置は空気を被処理水に供給し、当該空気は膜分離装置に曝露される。これにより、固形物は中空糸膜の表面に付着しないので、被処理水から固形物を分離除去する中空糸膜の濾過機能は直ちに低下しない。一方、膜分離装置が継続して使用されると、微小な固形物等のファウリング物質が中空糸膜の繊維に蓄積し、中空糸膜の濾過機能は徐々に低下する。ファウリング物質によって低下した中空糸膜の濾過機能を回復するために、膜分離装置の薬液洗浄が知られている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2の膜分離装置の薬液洗浄は薬液が第1の集水部、中空部及び中空糸膜の微細孔を順次通過し、中空糸膜の外側に透過することによって実行される。
When the membrane separation device separates and removes solid matter from the water to be treated, the aeration device supplies air to the water to be treated, and the air is exposed to the membrane separation device. As a result, the solid matter does not adhere to the surface of the hollow fiber membrane, so that the filtration function of the hollow fiber membrane that separates and removes the solid matter from the water to be treated does not immediately deteriorate. On the other hand, if the membrane separation device is continuously used, fouling substances such as minute solids are accumulated in the fibers of the hollow fiber membrane, and the filtration function of the hollow fiber membrane is gradually deteriorated. In order to restore the filtering function of the hollow fiber membrane deteriorated by the fouling substance, chemical cleaning of the membrane separation device is known (see, for example, Patent Document 2). The chemical cleaning of the membrane separation device of
しかしながら、中空糸膜の微細孔は中空糸膜を構成する繊維の全面に多数形成されているため、薬液が第1の集水部又は第2の集水部から中空部に導入されても薬液の大半は第1の集水部又は第2の集水部の周辺の微細孔から中空糸膜の外部に排出される。したがって、例えば、中空糸膜における第1の集水部及び第2の集水部の中間付近には薬液が届きにくく、中空糸膜の薬液による洗浄斑が生じる場合があり、中空糸膜の薬液による洗浄斑は中空糸膜の長手方向に関する長さが、例えば、3m以上の場合に顕著に生じた。 However, since a large number of micropores in the hollow fiber membrane are formed on the entire surface of the fibers constituting the hollow fiber membrane, even if the chemical solution is introduced into the hollow portion from the first water collecting portion or the second water collecting portion, the chemical liquid is formed. Most of the water is discharged to the outside of the hollow fiber membrane from the micropores around the first water collecting part or the second water collecting part. Therefore, for example, it is difficult for the chemical solution to reach the middle of the first water collecting portion and the second water collecting portion of the hollow fiber membrane, and cleaning spots due to the chemical solution of the hollow fiber membrane may occur, and the chemical solution of the hollow fiber membrane may occur. The cleaning spots caused by the hollow fiber membranes were remarkably generated when the length of the hollow fiber membrane in the longitudinal direction was, for example, 3 m or more.
すなわち、膜分離装置の薬液による均一な洗浄処理を実行することができないという問題があった。 That is, there is a problem that a uniform cleaning treatment with a chemical solution of the membrane separation device cannot be performed.
本発明は、膜分離装置の薬液による均一な洗浄処理を実行することができる水処理装置及び水処理装置の洗浄方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a water treatment device and a method for cleaning the water treatment device, which can perform a uniform cleaning treatment with a chemical solution of the membrane separation device.
上記目的を達成するために、本発明の水処理装置は、固形物を含む被処理水を処理する水処理装置において、前記被処理水から前記固形物を分離除去する分離除去手段と、前記分離除去手段の一端が有し、前記分離除去手段を透過した透過水を集水する第1の集水手段と、前記分離除去手段の他端が有し、前記分離除去手段を透過した透過水を集水する第2の集水手段と、前記分離除去手段を洗浄する際に用いられる洗浄手段と、前記洗浄手段を貯留する貯留手段と、前記貯留手段及び前記第1の集水手段の間に介在する第1の送水手段と、前記貯留手段及び前記第2の集水手段の間に介在する第2の送水手段と、を備え、前記洗浄手段は、前記貯留手段、前記第2の送水手段、前記第2の集水手段、前記分離除去手段、前記第1の集水手段及び前記第1の送水手段を順次循環する循環流を形成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the water treatment apparatus of the present invention is a water treatment apparatus for treating water to be treated containing solid matter, and is a separation / removal means for separating and removing the solid matter from the water to be treated, and the separation. A first water collecting means having one end of the removing means and collecting the permeated water permeating the separation and removing means, and a permeated water having the other end of the separating and removing means and permeating the separation and removing means. Between the second water collecting means for collecting water, the cleaning means used for cleaning the separation / removal means, the storage means for storing the cleaning means, and the storage means and the first water collecting means. A first water feeding means intervening and a second water feeding means intervening between the storage means and the second water collecting means are provided, and the cleaning means includes the storage means and the second water sending means. , The second water collecting means, the separating and removing means, the first water collecting means, and the first water feeding means are sequentially circulated to form a circulating flow.
上記目的を達成するために、本発明の水処理装置の洗浄方法は、固形物を含む被処理水を処理する水処理装置において、前記被処理水から前記固形物を分離除去する分離除去手段と、前記分離除去手段の一端が有し、前記分離除去手段を透過した透過水を集水する第1の集水手段と、前記分離除去手段の他端が有し、前記分離除去手段を透過した透過水を集水する第2の集水手段と、前記分離除去手段を洗浄する際に用いられる洗浄手段と、前記洗浄手段を貯留する貯留手段と、前記貯留手段及び前記第1の集水手段の間に介在する第1の送水手段と、前記貯留手段及び前記第2の集水手段の間に介在する第2の送水手段と、を備える水処理装置の洗浄方法において、前記洗浄手段が前記貯留手段から前記第2の送水手段を経由して前記第2の集水手段に浸入する第1の浸入ステップと、前記洗浄手段が前記第2の集水手段から前記分離除去手段を通過して前記第1の集水手段に浸入する第2の浸入ステップと、前記洗浄手段が前記第1の集水手段から前記第1の送水手段を経由して前記貯留手段に回帰する回帰ステップと、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the cleaning method of the water treatment apparatus of the present invention comprises a separation / removal means for separating and removing the solid matter from the water to be treated in the water treatment apparatus for treating the water to be treated containing the solid matter. A first water collecting means for collecting the permeated water that has passed through the separation / removal means and the other end of the separation / removal means that has permeated the separation / removal means. A second water collecting means for collecting permeated water, a cleaning means used for cleaning the separation / removal means, a storage means for storing the cleaning means, the storage means, and the first water collecting means. In a method for cleaning a water treatment apparatus including a first water supply means interposed between the water treatment apparatus and a second water supply means interposed between the storage means and the second water collection means, the cleaning means is said to be said. The first infiltration step of infiltrating the second water collecting means from the storage means via the second water feeding means, and the cleaning means passing through the separation / removing means from the second water collecting means. A second infiltration step of infiltrating the first water collecting means and a return step in which the cleaning means returns from the first water collecting means to the storage means via the first water feeding means. It is characterized by having.
本発明によれば、膜分離装置の薬液による均一な洗浄処理を実行することができる。 According to the present invention, it is possible to carry out a uniform cleaning treatment with a chemical solution of the membrane separation device.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る汚水処理装置1を概略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a
図1の汚水処理装置1(水処理装置)は、固形物を含む汚水等の被処理水を貯留する貯留槽2、貯留槽2に接続されるとともに貯留槽2に被処理水を送水するためのポンプP1、貯留槽2に浸漬され且つ被処理水から固形物を分離除去する膜分離装置3、被処理水に接触する空気を供給する曝気装置4及び気泡を曝気装置4に供給する不図示のブロワを備え、膜分離装置3は、微細孔が形成されている繊維に囲まれた中空部を有する長尺状の中空糸膜3a(分離除去手段)、中空糸膜3aの一端に接続されている集水部3b(第1の集水手段)及び中空糸膜3aの他端に接続されている集水部3c(第2の集水手段)を有する。集水部3b,3cは、複数の中空糸膜3aの一端と他端にそれぞれ直接接続し、いずれも三方コックC1,C2を介してポンプP2に接続されている。
The sewage treatment device 1 (water treatment device) of FIG. 1 is connected to a
中空糸膜3aの繊維は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)やポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂であり、耐薬品性や耐久性に優れるポリテトラフルオロエチレン樹脂が用いられるのがよい。本実施の形態において、中空糸膜3aの長手方向に関する長さは、例えば、従来より中空糸膜3aの薬液5(洗浄手段)による洗浄斑が生じやすいとされている3m以上5m以下である。
The fiber of the
ポンプP1が駆動すると、被処理水が貯留槽2に送水され、貯留槽2は被処理水によって充水される。不図示のブロワは気泡を曝気装置4に供給し、曝気装置4は被処理水に接触する空気を供給する。その結果、当該空気は膜分離装置3に曝露される。ポンプP2が駆動すると、被処理水に含まれる固形物は中空糸膜3aによって分離除去され、固形物が分離除去された被処理水(以下、「膜透過水」という。)は、中空糸膜3aの微細孔及び中空部を順次通過し、集水部3b,3cに集水され、続いて、貯留槽2の外部に排出される。このとき、三方コックC1,C2は弁を調節することにより、ポンプP3,ポンプP4に接続する配管を遮断し、ポンプP2と集水部3b,集水部3cを接続する配管のみを膜透過水が通過するよう設定することができる。
When the pump P1 is driven, the water to be treated is sent to the
また、汚水処理装置1は、膜分離装置3を洗浄するための薬液5を貯留する洗浄用薬液槽6(貯留手段)を備え、洗浄用薬液槽6はポンプP3(第1の送水手段)及び三方コックC1を介して集水部3bに接続されるとともに、ポンプP4(第2の送水手段)及び三方コックC2を介して集水部3cに接続されている。洗浄用薬液槽6は薬液5、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、亜硫酸水素ナトリウム等の無機酸、クエン酸、シュウ酸等の有機酸、次亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、又は界面活性剤等の少なくとも1つを貯留し、膜分離装置3の素材や被処理水の性質に応じて薬液5の種類や薬液5の濃度を調整する。
Further, the
ポンプP3,P4はポンプP2が停止しているときに駆動可能であり、ポンプP3,P4が駆動するとき、三方コックC1,C2は弁を調節することにより、ポンプP2に接続する配管を遮断し、ポンプP3と集水部3bを接続する配管と、ポンプP4と集水部3cを接続する配管のみを薬液5が通過するよう設定することができる。ポンプP3,P4が駆動したとき、洗浄用薬液槽6の薬液5はポンプP4及び三方コックC2を順次経由し、集水部3cに浸入して中空糸膜3aの中空部に浸入する。このとき、ポンプP3はポンプP4とともに駆動しているので、中空糸膜3aの中空部において集水部3b側は集水部3c側と比較して負圧である。したがって、集水部3cから中空糸膜3aの中空部に浸入した薬液5は集水部3bに浸入し、三方コックC1及びポンプP3を順次経由して洗浄用薬液槽6に戻る。すなわち、薬液5は洗浄用薬液槽6から集水部3c、中空糸膜3aの中空部及び集水部3bを順次経由して洗浄用薬液槽6に戻る循環流を形成する。
The pumps P3 and P4 can be driven when the pump P2 is stopped, and when the pumps P3 and P4 are driven, the three-way cocks C1 and C2 cut off the piping connected to the pump P2 by adjusting the valve. The
ところで、ポンプP3が介在することなく集水部3bが洗浄用薬液槽6に接続されている場合、ポンプP4が駆動し、洗浄用薬液槽6の薬液5はポンプP4を経由して集水部3cに浸入して中空糸膜3aの中空部に浸入する。しかしながら、中空糸膜3aの中空部に浸入した薬液5を集水部3bに誘導する仕組みを形成するためのポンプP3は存在しない。したがって、ポンプP4が駆動し、洗浄用薬液槽6の薬液5は集水部3cから押し出されて中空糸膜3aの中空部に浸入する。これにより、中空糸膜3aの集水部3cの周辺の負荷が増大するので、集水部3cから中空糸膜3aの中空部に浸入した薬液5は集水部3cの周辺の微細孔から中空糸膜3aの外部に排出される。それゆえに、ポンプP3,P4のいずれもが駆動することにより、薬液5は循環流を形成する。
By the way, when the
また、薬液5が循環流を形成するために、単にポンプP3,P4のいずれもが駆動するだけでなく、ポンプP3,P4のそれぞれのポンプ流量(送水流量)を調整する必要がある。ポンプP3のポンプ流量がポンプP4のポンプ流量よりも過少であるとき、集水部3cから中空糸膜3aの中空部に浸入した薬液5を集水部3bに誘導する力が小さく、ポンプP3が介在しないときと同様に、集水部3cから中空糸膜3aの中空部に浸入した薬液5は集水部3cの周辺の微細孔から中空糸膜3aの外部に排出され、循環流を形成しない。
Further, in order for the
一方、ポンプP3のポンプ流量がポンプP4のポンプ流量よりも過多であるとき、集水部3cから中空糸膜3aの中空部に浸入した薬液5は集水部3bに浸入するので、循環流は形成されるが、膜透過水も、また、中空糸膜3aの微細孔から中空部に浸入し、循環流に合流する。これにより、循環流を形成する薬液5の濃度は低下するので、膜分離装置3が十分に洗浄されない。また、薬液5が洗浄用薬液槽6から集水部3c、中空糸膜3aの中空部及び集水部3bを順次経由して洗浄用薬液槽6に戻るまでに薬液5の濃度や薬液5の量が変化するため、薬液5を管理することができない。
On the other hand, when the pump flow rate of the pump P3 is excessive than the pump flow rate of the pump P4, the
したがって、ポンプP3のポンプ流量はポンプP4のポンプ流量と同等であるのがよく、例えば、ポンプP4のポンプ流量はポンプP3のポンプ流量の95体積%以上105体積%以下であるのがよく、また、膜透過水が循環流に合流するのを確実に防止するために、ポンプP4のポンプ流量はポンプP3のポンプ流量の100体積%以上105体積%以下であるのがよい。これにより、洗浄用薬液槽6からポンプP4に向けて流れる液量と、ポンプP3から洗浄用薬液槽6に戻る液量とが同程度の量の循環流が形成され、中空糸膜3aの中空部を一定の濃度の薬液5が連続的に通過するので、膜分離装置3の洗浄に用いられる薬液5を容易に管理することができるとともに、中空糸膜3aの中空部を一定の濃度の薬液5が連続的に通過し、中空糸膜3aの薬液5による洗浄斑が生じるのを防止することができる。
Therefore, the pump flow rate of the pump P3 is preferably equal to the pump flow rate of the pump P4, for example, the pump flow rate of the pump P4 is preferably 95% by volume or more and 105% by volume or less of the pump flow rate of the pump P3. In order to surely prevent the membrane permeated water from merging with the circulating flow, the pump flow rate of the pump P4 should be 100% by volume or more and 105% by volume or less of the pump flow rate of the pump P3. As a result, a circulating flow is formed in which the amount of liquid flowing from the cleaning chemical liquid tank 6 toward the pump P4 and the amount of liquid returning from the pump P3 to the cleaning chemical liquid tank 6 are equal to each other, and the
図2は、図1における洗浄用薬液槽6に貯留されている薬液5によって実行される中空糸膜3aの洗浄処理の手順を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for cleaning the
図2の洗浄処理(水処理装置の洗浄方法)において、まず、ポンプP1,P2が停止し、ポンプP3,P4が駆動する(S1)。ここで、ポンプP4のポンプ流量はポンプP3のポンプ流量の95体積%以上105体積%以下である。次いで、洗浄用薬液槽6の薬液5はポンプP4を経由して集水部3cに浸入して中空糸膜3aの中空部に浸入する(S2,第1の浸入ステップ)。ポンプP3は中空糸膜3aの中空部に浸入した薬液5を集水部3bに誘導し、集水部3cから中空糸膜3aの中空部に浸入した薬液5は集水部3bに浸入し(S3,第2の浸入ステップ)、洗浄用薬液槽6に戻る(S4,回帰ステップ)。これにより、薬液5は、洗浄用薬液槽6、集水部3c、中空糸膜3aの中空部、集水部3b及び洗浄用薬液槽6を順次経由する循環流を形成する。ポンプP3,P4が駆動して膜分離装置3の洗浄に必要な一定の時間、例えば、30分が経過すると、ポンプP3,P4は停止し(S5)、本処理は終了する。
In the cleaning process (cleaning method of the water treatment apparatus) of FIG. 2, first, the pumps P1 and P2 are stopped, and the pumps P3 and P4 are driven (S1). Here, the pump flow rate of the pump P4 is 95% by volume or more and 105% by volume or less of the pump flow rate of the pump P3. Next, the
図2の中空糸膜3aの洗浄処理によれば、洗浄用薬液槽6、集水部3c、中空糸膜3aの中空部、集水部3b及び洗浄用薬液槽6を順次経由する循環流が形成される(S2~S4)。ここで、ポンプP4のポンプ流量はポンプP3のポンプ流量の95体積%以上105体積%以下であるので、循環流において、洗浄用薬液槽6からポンプP4に向けて流れる液量と、ポンプP3から洗浄用薬液槽6に戻る液量とは同程度の量であり、中空糸膜3aの中空部を大凡一定の濃度の薬液5が連続的に通過するとともに、中空糸膜3aの中空部を通過する薬液5はほとんど中空糸膜3aの外部に排出されず、また、膜透過水はほとんど循環流に合流しない。これにより、膜分離装置3の洗浄に用いられる薬液5を容易に管理することができるとともに、中空糸膜3aの薬液5による洗浄斑が生じるのを防止することができる。本発明において、中空糸膜3aの中空部を通過する薬液5はほとんど中空糸膜3aの外部に排出されないが、中空糸膜の繊維に蓄積した微小なファウリング物質は薬液5が中空糸膜3aの中空部を通過する過程で十分に除去される。
According to the cleaning treatment of the
実際に、ポンプP4のポンプ流量が中空糸膜3aの膜面積1m2あたり2LとしポンプP3のポンプ流量が中空糸膜3aの膜面積1m2あたり2Lとして3mの中空糸膜3aの薬液5による洗浄を30分間実施した。また、ポンプP4のポンプ流量が中空糸膜3aの膜面積1m2あたり2LとしポンプP3のポンプ流量が中空糸膜3aの膜面積1m2あたり2.1Lとして3mの中空糸膜3aの薬液5による洗浄を30分間実施した。さらに、ポンプP4のポンプ流量が中空糸膜3aの膜面積1m2あたり2LとしポンプP3のポンプ流量が3mの中空糸膜3aの膜面積1m2あたり1.9Lとして中空糸膜3aの薬液5による洗浄を30分間実施した。いずれも、洗浄用薬液槽6の薬液5の量、薬液5の濃度は変化せず、洗浄終了後に中空糸膜3aの洗浄斑は確認されなかった。これにより、薬液5の管理が簡単になったことを実感するとともに、中空糸膜3aの薬液5による洗浄が確実に実行されていることがわかった。
Actually, the pump flow rate of the pump P4 is 2 L per 1 m 2 of the membrane area of the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に何ら限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.
P3,P4 ポンプ
1 汚水処理装置
3 膜分離装置
3a 中空糸膜
3b,3c 集水部
5 薬液
6 洗浄用薬液槽
P3,
Claims (5)
前記被処理水から前記固形物を分離除去する分離除去手段と、
前記分離除去手段の一端が有し、前記分離除去手段を透過した透過水を集水する第1の集水手段と、
前記分離除去手段の他端が有し、前記分離除去手段を透過した透過水を集水する第2の集水手段と、
前記分離除去手段を洗浄する際に用いられる洗浄手段と、
前記洗浄手段を貯留する貯留手段と、
前記貯留手段及び前記第1の集水手段の間に介在する第1の送水手段と、
前記貯留手段及び前記第2の集水手段の間に介在する第2の送水手段と、を備え、
前記洗浄手段は、前記貯留手段、前記第2の送水手段、前記第2の集水手段、前記分離除去手段、前記第1の集水手段及び前記第1の送水手段を順次循環する循環流を形成することを特徴とする水処理装置。 In a water treatment device that treats water to be treated containing solid matter
A separation / removal means for separating and removing the solid matter from the water to be treated,
A first water collecting means having one end of the separating and removing means and collecting the permeated water that has passed through the separating and removing means, and a first water collecting means.
A second water collecting means having the other end of the separating and removing means and collecting the permeated water that has passed through the separating and removing means, and a second water collecting means.
The cleaning means used for cleaning the separation / removal means and the cleaning means.
A storage means for storing the cleaning means and a storage means
A first water sending means interposed between the storage means and the first water collecting means, and
A second water feeding means interposed between the storage means and the second water collecting means is provided.
The cleaning means sequentially circulates a circulating flow that sequentially circulates the storage means, the second water supply means, the second water collection means, the separation / removal means, the first water collection means, and the first water supply means. A water treatment device characterized by forming.
前記洗浄手段が前記貯留手段から前記第2の送水手段を経由して前記第2の集水手段に浸入する第1の浸入ステップと、
前記洗浄手段が前記第2の集水手段から前記分離除去手段を通過して前記第1の集水手段に浸入する第2の浸入ステップと、
前記洗浄手段が前記第1の集水手段から前記第1の送水手段を経由して前記貯留手段に回帰する回帰ステップと、を有することを特徴とする水処理装置の洗浄方法。 In a water treatment apparatus for treating water to be treated containing solid matter, a separation / removal means for separating and removing the solid matter from the water to be treated and one end of the separation / removal means are provided and permeate through the separation / removal means. A first water collecting means for collecting water, a second water collecting means having the other end of the separation / removal means and collecting the permeated water that has passed through the separation / removal means, and the separation / removal means. A cleaning means used for cleaning, a storage means for storing the cleaning means, a first water supply means interposed between the storage means and the first water collecting means, the storage means, and the second water collecting means. In a method of cleaning a water treatment apparatus including a second water feeding means interposed between the water collecting means of the above.
A first infiltration step in which the cleaning means infiltrates the second water collecting means from the storage means via the second water feeding means.
A second infiltration step in which the cleaning means passes through the separation / removal means from the second water collecting means and infiltrates into the first water collecting means.
A method for cleaning a water treatment apparatus, wherein the cleaning means has a regression step of returning from the first water collecting means to the storage means via the first water feeding means.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231017 |