JP3240480B2 - 汚水浄化用濾材 - Google Patents
汚水浄化用濾材Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、海水、河川、湖沼等の
汚水や家畜尿汚水等を浄化する濾材に関する。
汚水や家畜尿汚水等を浄化する濾材に関する。
【０００２】
【従来の技術】海水、河川、湖沼等の水質は、家庭から
の生活排水や家畜の糞尿等あるいは農家で使用する化学
肥料、除草剤等を含んだ水が無処理で流入することによ
り汚染されている。そこで、海や湖沼等にそそぐ河川の
途中に、堰を設け、ここで流水を空気に晒すことによっ
て、浄化することが行われている。また、家畜糞尿処理
については、一般によく使用されているのが、微生物を
利用した浄化処理であり、この中には活性汚泥法、生物
膜法、酸化池法の他、生物膜処理法が知られている。生
物膜処理法は、微生物膜を有する濾材に汚水を接触させ
て浄化を行うものであり、濾材に汚水を散布して浄化処
理する散水濾床法、濾材を円板状に成形して汚水内で回
転させながら反応させて浄化する回転円板法、濾材を汚
水中に浸漬させると共に曝気を行って浄化処理する接触
酸化法があるが、従来はいずれも濾材として砕石やプラ
スチック製充填材を使用し、濾材表面に自然発生した微
生物膜を利用して汚水を分解、浄化する点で共通となっ
ている。また、この生物膜処理法は好気性微生物群の作
用を利用して汚水中の汚染物質を分解浄化するものであ
り、汚水中のアンモニア態窒素はアンモニア酸化菌によ
って、酸化された後、亜硝酸酸化細菌によってさらに酸
化されて硝酸態窒素に分解される。
の生活排水や家畜の糞尿等あるいは農家で使用する化学
肥料、除草剤等を含んだ水が無処理で流入することによ
り汚染されている。そこで、海や湖沼等にそそぐ河川の
途中に、堰を設け、ここで流水を空気に晒すことによっ
て、浄化することが行われている。また、家畜糞尿処理
については、一般によく使用されているのが、微生物を
利用した浄化処理であり、この中には活性汚泥法、生物
膜法、酸化池法の他、生物膜処理法が知られている。生
物膜処理法は、微生物膜を有する濾材に汚水を接触させ
て浄化を行うものであり、濾材に汚水を散布して浄化処
理する散水濾床法、濾材を円板状に成形して汚水内で回
転させながら反応させて浄化する回転円板法、濾材を汚
水中に浸漬させると共に曝気を行って浄化処理する接触
酸化法があるが、従来はいずれも濾材として砕石やプラ
スチック製充填材を使用し、濾材表面に自然発生した微
生物膜を利用して汚水を分解、浄化する点で共通となっ
ている。また、この生物膜処理法は好気性微生物群の作
用を利用して汚水中の汚染物質を分解浄化するものであ
り、汚水中のアンモニア態窒素はアンモニア酸化菌によ
って、酸化された後、亜硝酸酸化細菌によってさらに酸
化されて硝酸態窒素に分解される。
【０００３】しかしながら、排水中には有機物、窒素、
燐等が含まれているが、窒素、燐が多量に含まれている
汚水の浄化処理にとって、ＢＯＤの低減が図られても、
窒素、燐の除去まで行うことは困難なことが多い。そし
て、排水中に窒素や燐が多量に含まれると下流の河川や
湖沼さらには海が富栄養化の状態となり、生態系の破壊
につながる。ところが、従来の濾材では、分解最終物質
である硝酸態窒素が水溶性であるため、富栄養化の防止
対策とはなっていないことから、好気性微生物分解を経
た汚水をさらに嫌気処理に供し、脱窒菌などの嫌気性微
生物の作用によって窒素ガスにまで分解して大気中に放
出し、排水中の窒素量の減少を図っている。この方法で
は、２段階の処理を必要とすることから、処理時間が長
くなるという問題や汚水は濾材の表面とだけ接触し、濾
材表面に生息する微生物群しか利用できないために、効
率が悪いという問題点があった。そこで、特開平３−８
４９３号公報では、親水性無機質基材からなる繊維体又
は粒体に畜糞又は堆厩肥等を混合して塊状に成形した濾
材が提案されている。
燐等が含まれているが、窒素、燐が多量に含まれている
汚水の浄化処理にとって、ＢＯＤの低減が図られても、
窒素、燐の除去まで行うことは困難なことが多い。そし
て、排水中に窒素や燐が多量に含まれると下流の河川や
湖沼さらには海が富栄養化の状態となり、生態系の破壊
につながる。ところが、従来の濾材では、分解最終物質
である硝酸態窒素が水溶性であるため、富栄養化の防止
対策とはなっていないことから、好気性微生物分解を経
た汚水をさらに嫌気処理に供し、脱窒菌などの嫌気性微
生物の作用によって窒素ガスにまで分解して大気中に放
出し、排水中の窒素量の減少を図っている。この方法で
は、２段階の処理を必要とすることから、処理時間が長
くなるという問題や汚水は濾材の表面とだけ接触し、濾
材表面に生息する微生物群しか利用できないために、効
率が悪いという問題点があった。そこで、特開平３−８
４９３号公報では、親水性無機質基材からなる繊維体又
は粒体に畜糞又は堆厩肥等を混合して塊状に成形した濾
材が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記濾
材は、親水性無機質基材からなる繊維体又は粒体に畜糞
又は堆厩肥等を混合して塊状に成形するため、成形が面
倒であり、濾材自体が繊維体又は粒体からなることか
ら、使用中に表面の繊維部分が剥離することや、処理容
器等に収納した場合には、耐圧縮性がないことから、変
形し、長時間の使用に耐えられない等の問題点があっ
た。
材は、親水性無機質基材からなる繊維体又は粒体に畜糞
又は堆厩肥等を混合して塊状に成形するため、成形が面
倒であり、濾材自体が繊維体又は粒体からなることか
ら、使用中に表面の繊維部分が剥離することや、処理容
器等に収納した場合には、耐圧縮性がないことから、変
形し、長時間の使用に耐えられない等の問題点があっ
た。
【０００５】本発明の目的は、濾材表面の剥離防止、耐
圧縮性を向上した濾材及びこの濾材を用いた汚水の処理
方法を提供することを目的とする。
圧縮性を向上した濾材及びこの濾材を用いた汚水の処理
方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる従
来の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、繊
維質材料の表面を強化することに気付き本発明を完成し
た。すなわち、本発明は、無機質繊維からなる基体に水
硬性無機質粉末を添加して少なくとも表面を結合してな
ることを特徴とする汚水浄化用濾材であり、この濾材が
網状体の内部に収納されてなることを特徴とするもので
あり、さらには、網状体の内部に収納した汚水浄化用濾
材を、排水又は海水に浸漬することを特徴とする汚水の
浄化方法である。無機質繊維としては、ロックウール、
セラミックファイバー、ガラスウール等が挙げられる
が、微生物群の付着を考えた場合には、ロックウールが
もっとも好ましい。この無機質繊維からなる基体の形状
としては、ブロック体、板状体、粒状体等が使用でき
る。ロックウールをブロック体、板状体とする方法とし
ては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、
メラミン樹脂等の各種高分子有機接着剤を添加し、加熱
圧縮成形して、各種高分子有機接着剤の接着効果を発現
させて、板状体とし、この板状体を適宜の寸法に切断す
ることによって得られるが、好ましくは２５〜１００ｍ
ｍ程度の正方形、長方形などである。ロックウールを粒
状体としては、粒状綿、細粒綿、微粉状綿等を基材とし
て使用することができる。これらの綿は単独で用いても
よいし、各種粒度のものと混合してもよい。しかしなが
ら、汚水又は海水に長期間浸漬した場合にも、高分子有
機接着剤が汚水又は海水中に溶解することのないもの又
は溶解しても害とならないものを使用することがより好
ましい。密度が１００ｋｇ／ｍ3 以下では圧縮性が低下
する。逆に、２５０ｋｇ／ｍ3を超える密度では、多量
のロックウール繊維が必要となることは勿論、繊維質マ
ットの長所である軽量性が損なわれる。
来の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、繊
維質材料の表面を強化することに気付き本発明を完成し
た。すなわち、本発明は、無機質繊維からなる基体に水
硬性無機質粉末を添加して少なくとも表面を結合してな
ることを特徴とする汚水浄化用濾材であり、この濾材が
網状体の内部に収納されてなることを特徴とするもので
あり、さらには、網状体の内部に収納した汚水浄化用濾
材を、排水又は海水に浸漬することを特徴とする汚水の
浄化方法である。無機質繊維としては、ロックウール、
セラミックファイバー、ガラスウール等が挙げられる
が、微生物群の付着を考えた場合には、ロックウールが
もっとも好ましい。この無機質繊維からなる基体の形状
としては、ブロック体、板状体、粒状体等が使用でき
る。ロックウールをブロック体、板状体とする方法とし
ては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、
メラミン樹脂等の各種高分子有機接着剤を添加し、加熱
圧縮成形して、各種高分子有機接着剤の接着効果を発現
させて、板状体とし、この板状体を適宜の寸法に切断す
ることによって得られるが、好ましくは２５〜１００ｍ
ｍ程度の正方形、長方形などである。ロックウールを粒
状体としては、粒状綿、細粒綿、微粉状綿等を基材とし
て使用することができる。これらの綿は単独で用いても
よいし、各種粒度のものと混合してもよい。しかしなが
ら、汚水又は海水に長期間浸漬した場合にも、高分子有
機接着剤が汚水又は海水中に溶解することのないもの又
は溶解しても害とならないものを使用することがより好
ましい。密度が１００ｋｇ／ｍ3 以下では圧縮性が低下
する。逆に、２５０ｋｇ／ｍ3を超える密度では、多量
のロックウール繊維が必要となることは勿論、繊維質マ
ットの長所である軽量性が損なわれる。
【０００７】水硬性無機質粉末としては、セメント類、
石膏類が挙げられる。セメント類としては、ポルトラン
ドセメント、高炉セメント、白色ポルトランドセメント
等が好ましく挙げられ、石膏類としては、焼石膏、半水
石膏等が好ましく挙げられるが、焼石膏がより好まし
い。そして、水硬性無機質粉末を前記基体に添加する方
法としては、水硬性無機質粉末を水に溶解した水溶液中
に基体を浸漬した後に４８時間程度乾燥することが好ま
しい。水硬性無機質粉末の添加量は、使用する水硬性無
機質粉末によって異なるが、セメント類の場合には、水
１に対して３０〜５０重量％が好ましく、より好ましく
は４０〜５０重量％であり、石膏類の場合には、水１に
対して１５〜３０重量％が好ましく、より好ましくは２
３〜２７重量％である。水硬性無機質粉末の添加量が下
限値未満の場合には、基体の剥離防止効果、耐圧縮効果
が十分ではなく、また、上限値以上の場合には、基体の
表面及び内部にまで水硬性無機質粉末が浸透、固化する
ことから、微生物群の付着部分が減少すると共に、汚水
や海水が基体内部にまで浸透することができなくなるた
めである。
石膏類が挙げられる。セメント類としては、ポルトラン
ドセメント、高炉セメント、白色ポルトランドセメント
等が好ましく挙げられ、石膏類としては、焼石膏、半水
石膏等が好ましく挙げられるが、焼石膏がより好まし
い。そして、水硬性無機質粉末を前記基体に添加する方
法としては、水硬性無機質粉末を水に溶解した水溶液中
に基体を浸漬した後に４８時間程度乾燥することが好ま
しい。水硬性無機質粉末の添加量は、使用する水硬性無
機質粉末によって異なるが、セメント類の場合には、水
１に対して３０〜５０重量％が好ましく、より好ましく
は４０〜５０重量％であり、石膏類の場合には、水１に
対して１５〜３０重量％が好ましく、より好ましくは２
３〜２７重量％である。水硬性無機質粉末の添加量が下
限値未満の場合には、基体の剥離防止効果、耐圧縮効果
が十分ではなく、また、上限値以上の場合には、基体の
表面及び内部にまで水硬性無機質粉末が浸透、固化する
ことから、微生物群の付着部分が減少すると共に、汚水
や海水が基体内部にまで浸透することができなくなるた
めである。
【０００８】このようにして表面を水硬性無機質粉末で
強化された、無機質繊維からなる基体は、家畜の糞尿等
の比較的少量の汚水を処理する場合においては、浄化槽
内に密に充填することで、繊維の剥離がなく、また、圧
壊することなく、長期間その効果を発揮することができ
る。一方、河川、海水等のような大量の流水の水質を改
善する場合には、網状体の内部に収納し、これを、河
川、海水等の中に浸漬することにより、その効果を発揮
することができる。無機質繊維からなる基体を内包した
網状体の浸漬場所としては、できるだけ早期に水質を浄
化することが好ましいことから、河川、湖沼、海等いず
れの場合においても、生活排水、家畜糞尿排水等の流入
口付近または河川の流入口付近とすることが好ましい。
これらの場所に設置する方法としては、水中に杭等を打
設し、これに係留することが好ましい。ここに使用する
網状体としては、内部に収納した無機質繊維からなる基
体が、流水等の圧力によって網状体から抜け落ちない程
度の網目を有するものであれば材質にこだわるものでは
ないが、例えば、金属製、合成繊維製、天然繊維製等の
ものが使用できる。金属製のものとしては、亀甲金網
が、合成繊維製、天然繊維製等としては、ポリエチレン
や麻からなる魚網等が挙げられる。
強化された、無機質繊維からなる基体は、家畜の糞尿等
の比較的少量の汚水を処理する場合においては、浄化槽
内に密に充填することで、繊維の剥離がなく、また、圧
壊することなく、長期間その効果を発揮することができ
る。一方、河川、海水等のような大量の流水の水質を改
善する場合には、網状体の内部に収納し、これを、河
川、海水等の中に浸漬することにより、その効果を発揮
することができる。無機質繊維からなる基体を内包した
網状体の浸漬場所としては、できるだけ早期に水質を浄
化することが好ましいことから、河川、湖沼、海等いず
れの場合においても、生活排水、家畜糞尿排水等の流入
口付近または河川の流入口付近とすることが好ましい。
これらの場所に設置する方法としては、水中に杭等を打
設し、これに係留することが好ましい。ここに使用する
網状体としては、内部に収納した無機質繊維からなる基
体が、流水等の圧力によって網状体から抜け落ちない程
度の網目を有するものであれば材質にこだわるものでは
ないが、例えば、金属製、合成繊維製、天然繊維製等の
ものが使用できる。金属製のものとしては、亀甲金網
が、合成繊維製、天然繊維製等としては、ポリエチレン
や麻からなる魚網等が挙げられる。
【０００９】汚水等を浄化処理する好気性微生物、嫌気
性微生物については、事前に培養等の手段によって濾材
に繁殖させることもできるが、事前に繁殖させることな
く、汚水又は海水中にこの濾材を浸漬した場合において
も、処理水の汚濁程度にもよるが、３〜７日程度で基体
の表面部分に好気性微生物が、内部部分に嫌気性微生物
が繁殖することが発明者らの実験によって確認されてい
る。
性微生物については、事前に培養等の手段によって濾材
に繁殖させることもできるが、事前に繁殖させることな
く、汚水又は海水中にこの濾材を浸漬した場合において
も、処理水の汚濁程度にもよるが、３〜７日程度で基体
の表面部分に好気性微生物が、内部部分に嫌気性微生物
が繁殖することが発明者らの実験によって確認されてい
る。
【００１０】
実施例１ 高炉スラグを主材とした原料をキューポラにて溶融し、
遠心力を利用してロックウール繊維を製綿すると同時
に、有機高分子接着剤としてフェノール樹脂を付着させ
た後、連続的にコンベア上を送りながら、複数層折り畳
んだ。この積層体を上下方向から加圧しながら、２５０
℃の雰囲気に保持してフェノール樹脂の接着性を発現さ
せ、板状の繊維質マットを成形した。得られた繊維質マ
ットは、厚さ５０ｍｍ、密度１６０ｋｇ／ｍ3 であっ
た。 実施例２〜１６ この繊維質マットを、５０ｍｍ幅に切断して、５０ｍｍ
角の基体を得た。この基体を表１に示す各種水硬性無機
質粉末及び添加量を代えて添加した結果を表１に示す。 実施例１７ 実施例１と同様の方法で２５ｍｍ角の基体を作成した。
この基体を表１に示す水硬性無機質粉末を添加した。そ
の結果は５０ｍｍ角の基体とほぼ同様の結果を示した。
遠心力を利用してロックウール繊維を製綿すると同時
に、有機高分子接着剤としてフェノール樹脂を付着させ
た後、連続的にコンベア上を送りながら、複数層折り畳
んだ。この積層体を上下方向から加圧しながら、２５０
℃の雰囲気に保持してフェノール樹脂の接着性を発現さ
せ、板状の繊維質マットを成形した。得られた繊維質マ
ットは、厚さ５０ｍｍ、密度１６０ｋｇ／ｍ3 であっ
た。 実施例２〜１６ この繊維質マットを、５０ｍｍ幅に切断して、５０ｍｍ
角の基体を得た。この基体を表１に示す各種水硬性無機
質粉末及び添加量を代えて添加した結果を表１に示す。 実施例１７ 実施例１と同様の方法で２５ｍｍ角の基体を作成した。
この基体を表１に示す水硬性無機質粉末を添加した。そ
の結果は５０ｍｍ角の基体とほぼ同様の結果を示した。
【００１１】比較例１ 実施例１で得たままの基体の剥離、耐圧縮性を表１に示
す。 比較例２ 実施例１で得た基体を表１に示すアクリル樹脂を添加し
た。その結果を表１に示す。
す。 比較例２ 実施例１で得た基体を表１に示すアクリル樹脂を添加し
た。その結果を表１に示す。
【００１２】耐圧性については、横繊維方向を上下面と
して、台皿秤上で３．５ｋｇ重の加圧により、変形、コ
ーティング被膜のひび割れを目視し、三段階に分けて、
良：○、やや良：△、不良：×で評価した。剥離性につ
いても、目視し、三段階に分けて、良：○、やや良：
△、不良：×で評価した。
して、台皿秤上で３．５ｋｇ重の加圧により、変形、コ
ーティング被膜のひび割れを目視し、三段階に分けて、
良：○、やや良：△、不良：×で評価した。剥離性につ
いても、目視し、三段階に分けて、良：○、やや良：
△、不良：×で評価した。
【００１３】
【表１】 セメント：炭カルとセメントを１：２の比率で混合した
市販品（東京コーテッドサンド（株）製）。 早乾セメント：モルタルとセメントを混合した市販品
（東京サンホーム（株）製）。 超早乾セメント：市販の特殊ポルトランドセメント（ヘ
ンケル白水社（株）製）。 焼石膏：市販品（東京サンホーム（株）製）。 半水石膏：市販品（吉野石膏（株）製）。
市販品（東京コーテッドサンド（株）製）。 早乾セメント：モルタルとセメントを混合した市販品
（東京サンホーム（株）製）。 超早乾セメント：市販の特殊ポルトランドセメント（ヘ
ンケル白水社（株）製）。 焼石膏：市販品（東京サンホーム（株）製）。 半水石膏：市販品（吉野石膏（株）製）。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、無機質
繊維からなる基体に水硬性無機質粉末を添加しての少な
くとも表面を結合したなることを特徴とする汚水浄化用
濾材であり、網状体の内部に収納した汚水浄化用濾材
を、排水又は海水に浸漬することを特徴とする汚水の浄
化方法であるから、表面部分で好気性微生物が繁殖し、
内部部分で嫌気性微生物が繁殖することから、好気性処
理能力、嫌気性処理能力の双方を有していることは勿論
であるが、表面を水硬性無機質粉末で強化したことから
耐剥離性、耐圧縮性を有することから、汚水、海水中に
浸漬して長期間使用することができるという効果を発揮
する。
繊維からなる基体に水硬性無機質粉末を添加しての少な
くとも表面を結合したなることを特徴とする汚水浄化用
濾材であり、網状体の内部に収納した汚水浄化用濾材
を、排水又は海水に浸漬することを特徴とする汚水の浄
化方法であるから、表面部分で好気性微生物が繁殖し、
内部部分で嫌気性微生物が繁殖することから、好気性処
理能力、嫌気性処理能力の双方を有していることは勿論
であるが、表面を水硬性無機質粉末で強化したことから
耐剥離性、耐圧縮性を有することから、汚水、海水中に
浸漬して長期間使用することができるという効果を発揮
する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 3/10 C02F 39/06
Claims (2)
- 【請求項１】無機質繊維からなる基体に水硬性無機質粉
末を添加して少なくとも表面を結合してなることを特徴
とする汚水浄化用濾材。 - 【請求項２】網状体の内部に収納されてなることを特徴
とする請求項１記載の汚水浄化用濾材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18467892A JP3240480B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 汚水浄化用濾材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18467892A JP3240480B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 汚水浄化用濾材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06495A JPH06495A (ja) | 1994-01-11 |
| JP3240480B2 true JP3240480B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=16157453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18467892A Expired - Fee Related JP3240480B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 汚水浄化用濾材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3240480B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105293703A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-03 | 北京林业大学 | 一种用于富营养化水体原位修复新型曝气浮岛的多功能组合填料 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001025157A1 (fr) * | 1999-10-01 | 2001-04-12 | Nitchitsu Co., Ltd. | Matiere utilisee dans la denitrification afin d'eliminer l'azote des nitrates et son procede de preparation |
| JP2004237170A (ja) * | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 硝酸性窒素及びリン含有水の処理方法及び処理装置 |
| JP2008018366A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Saitamaken Gesuido Kosha | 水処理用濾材又は微生物付着用担体 |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP18467892A patent/JP3240480B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105293703A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-03 | 北京林业大学 | 一种用于富营养化水体原位修复新型曝气浮岛的多功能组合填料 |
| CN105293703B (zh) * | 2015-12-03 | 2019-02-15 | 北京林业大学 | 一种用于富营养化水体原位修复新型曝气浮岛的多功能组合填料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06495A (ja) | 1994-01-11 |
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