JP3467001B2 - 分離装置 - Google Patents
分離装置Info
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- JP3467001B2 JP3467001B2 JP2000234704A JP2000234704A JP3467001B2 JP 3467001 B2 JP3467001 B2 JP 3467001B2 JP 2000234704 A JP2000234704 A JP 2000234704A JP 2000234704 A JP2000234704 A JP 2000234704A JP 3467001 B2 JP3467001 B2 JP 3467001B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- suspension
- magnetic action
- circulation path
- tank
- gas
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体中に分散して
いる微粒子と液体を分離するための装置に関するもので
ある。
いる微粒子と液体を分離するための装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】液体中に分散した微粒子（これには水中
に混合している油の粒子なども含む。）を分離する方法
は微粒子の粒径によって異なり、粒径が１０μｍ程度ま
では沈澱法や濾過法によって分離することができるが、
それ以下の粒径になると所定の凝集法を用いないと分離
することができなくなり、さらに粒径が１ｎｍ以下とな
ると化学的な方法で一旦析出させてから凝集分離すると
いう方法がとられる。上記の内、粒径１０μｍ〜１ｎｍ
の範囲の微粒子はコロイド粒子と呼ばれ、本発明はこの
コロイド粒子の分離を取り扱う。
に混合している油の粒子なども含む。）を分離する方法
は微粒子の粒径によって異なり、粒径が１０μｍ程度ま
では沈澱法や濾過法によって分離することができるが、
それ以下の粒径になると所定の凝集法を用いないと分離
することができなくなり、さらに粒径が１ｎｍ以下とな
ると化学的な方法で一旦析出させてから凝集分離すると
いう方法がとられる。上記の内、粒径１０μｍ〜１ｎｍ
の範囲の微粒子はコロイド粒子と呼ばれ、本発明はこの
コロイド粒子の分離を取り扱う。
【０００３】凝集分離方法はコロイド粒子を凝集処理す
ることにより、フロックと通称される粗大粒子を形成
し、これを分離するものであるが、分離には時間のかか
る沈澱法よりも、フロックに気泡を付着し浮上分離する
方法がとられる。凝集方法としては、従来、凝集剤の
添加、荷電凝集、磁気凝集等が実施されており、
の方法は薬剤費がかかること、薬剤処分の問題があるこ
と、の方法は電極の保守とそのための費用がかかるこ
となど、幾つかの欠点がある。の方法は薬剤も電力も
不要であり、予め鉄粉などを除去しておけばメインテナ
ンスフリーで使用することができるが、これだけでは十
分な分離効果は得られない。
ることにより、フロックと通称される粗大粒子を形成
し、これを分離するものであるが、分離には時間のかか
る沈澱法よりも、フロックに気泡を付着し浮上分離する
方法がとられる。凝集方法としては、従来、凝集剤の
添加、荷電凝集、磁気凝集等が実施されており、
の方法は薬剤費がかかること、薬剤処分の問題があるこ
と、の方法は電極の保守とそのための費用がかかるこ
となど、幾つかの欠点がある。の方法は薬剤も電力も
不要であり、予め鉄粉などを除去しておけばメインテナ
ンスフリーで使用することができるが、これだけでは十
分な分離効果は得られない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の点に着
目してなされたものであって、その課題は薬剤を使用す
る必要がなく、電極の保守等も不必要である磁気凝集法
を改良することにより、取り扱いが容易で効果の大きい
分離装置を提供することにある。また、本発明は水質の
浄化を目的の一つとして有するものである。
目してなされたものであって、その課題は薬剤を使用す
る必要がなく、電極の保守等も不必要である磁気凝集法
を改良することにより、取り扱いが容易で効果の大きい
分離装置を提供することにある。また、本発明は水質の
浄化を目的の一つとして有するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め本発明は液体中に微粒子が分散している懸濁液を貯溜
したタンクと、タンクから懸濁液を取り出しかつその懸
濁液に所要の処理を加えたのちタンクへ還流させるため
の循環路と、循環路中の懸濁液に磁気作用を加える第１
磁気作用部と、循環路中の懸濁液に気体を取り込むため
の気体取り込み部と、気体取り込み部を流れる気体に磁
気作用を加える第２磁気作用部と、気体を取り込んだ懸
濁液に激しい乱流を形成し、懸濁液中に微細気泡群を発
生させる乱流混合部とによって分離装置を構成したもの
である。
め本発明は液体中に微粒子が分散している懸濁液を貯溜
したタンクと、タンクから懸濁液を取り出しかつその懸
濁液に所要の処理を加えたのちタンクへ還流させるため
の循環路と、循環路中の懸濁液に磁気作用を加える第１
磁気作用部と、循環路中の懸濁液に気体を取り込むため
の気体取り込み部と、気体取り込み部を流れる気体に磁
気作用を加える第２磁気作用部と、気体を取り込んだ懸
濁液に激しい乱流を形成し、懸濁液中に微細気泡群を発
生させる乱流混合部とによって分離装置を構成したもの
である。
【０００６】
【発明の実地の形態】本発明に係る分離装置は、液体中
に分散している微粒子と、液体とを分離するもので、微
粒子は既に説明したようにコロイド粒子の範囲に属す
る。本発明で使用できる液体は水をはじめとして各種に
及ぶ。
に分散している微粒子と、液体とを分離するもので、微
粒子は既に説明したようにコロイド粒子の範囲に属す
る。本発明で使用できる液体は水をはじめとして各種に
及ぶ。
【０００７】本発明に係る分離装置は、排水処理設備に
組み込まれ、フィルターでは除去できない成分を分離す
る目的などで使用される。従って例えば切削加工工程に
おいて用いられるクーラントをフィルター処理した液は
本発明において懸濁液に相当する。このような懸濁液を
所定量貯溜する容器としてタンクが存在する。タンクに
は懸濁液を処理した処理液が還流し、還流分には凝集処
理によって分離したフロックが含まれ、フロックはタン
ク内に還流後、微細気泡群により浮上し、液体から分離
するので、タンクは懸濁液の容器であるとともに、分離
した諸成分の貯溜手段でもある。
組み込まれ、フィルターでは除去できない成分を分離す
る目的などで使用される。従って例えば切削加工工程に
おいて用いられるクーラントをフィルター処理した液は
本発明において懸濁液に相当する。このような懸濁液を
所定量貯溜する容器としてタンクが存在する。タンクに
は懸濁液を処理した処理液が還流し、還流分には凝集処
理によって分離したフロックが含まれ、フロックはタン
ク内に還流後、微細気泡群により浮上し、液体から分離
するので、タンクは懸濁液の容器であるとともに、分離
した諸成分の貯溜手段でもある。
【０００８】タンクから懸濁液を取り出し、かつ、その
懸濁液に所要の凝集処理を加えたのち、再びタンクへ還
流するために循環路が組み合わされる。凝集処理のため
の手段、要素等は全てこの循環路に関連して設けられる
ので、循環路は懸濁液に凝集処理を加える場所を提供し
ていることになる。
懸濁液に所要の凝集処理を加えたのち、再びタンクへ還
流するために循環路が組み合わされる。凝集処理のため
の手段、要素等は全てこの循環路に関連して設けられる
ので、循環路は懸濁液に凝集処理を加える場所を提供し
ていることになる。
【０００９】循環路中の懸濁液に気体を取り込むため
に、気体取り込み部が組み合わされる。気体は、凝集処
理によって形成されたフロックを浮上させるための微細
気泡となるもので、浮力を与えるのに適していればどの
ような気体でも利用することができる。一方、懸濁液の
臭気の消除が要求される場合には酸素やオゾンの濃度を
高めたり、或いは消臭効果のある成分を含んだ気体を使
用する。
に、気体取り込み部が組み合わされる。気体は、凝集処
理によって形成されたフロックを浮上させるための微細
気泡となるもので、浮力を与えるのに適していればどの
ような気体でも利用することができる。一方、懸濁液の
臭気の消除が要求される場合には酸素やオゾンの濃度を
高めたり、或いは消臭効果のある成分を含んだ気体を使
用する。
【００１０】このような循環路中の懸濁液に磁気作用を
加えるために第１磁気作用部が設けられ、また気体取り
込み部を流れる気体に同じく磁気作用を加えるために第
２磁気作用部が設けられる。第１磁気作用部と第２磁気
作用部とは、協同して磁気凝集を行うために設けられて
おり、液体に対して第１と、気体に対して第２と区別し
てある。
加えるために第１磁気作用部が設けられ、また気体取り
込み部を流れる気体に同じく磁気作用を加えるために第
２磁気作用部が設けられる。第１磁気作用部と第２磁気
作用部とは、協同して磁気凝集を行うために設けられて
おり、液体に対して第１と、気体に対して第２と区別し
てある。
【００１１】第１磁気作用部は循環路中の懸濁液流の方
向に対して、逆方向に作用する磁束を持つことが望まし
い。そのような磁気の作用により懸濁液中の微粒子成分
を凝集させる効果を向上することができる。また第２磁
気作用部については、空気に磁気作用を加えた場合、水
中への溶存酸素量が２０％ほど増加するという実験結果
が得られている。
向に対して、逆方向に作用する磁束を持つことが望まし
い。そのような磁気の作用により懸濁液中の微粒子成分
を凝集させる効果を向上することができる。また第２磁
気作用部については、空気に磁気作用を加えた場合、水
中への溶存酸素量が２０％ほど増加するという実験結果
が得られている。
【００１２】さらに本発明では、気体を取り込んだ懸濁
液に激しい乱流を形成するため乱流混合部を形成する。
ここで形成された激しい乱流によって懸濁液中に微細気
泡群を発生させることができる。発生した微細気泡は凝
集した微粒子のフロックに付着し、これを浮上分離する
効率を著しく向上させる。故に本発明は、第１磁気作用
部と第２磁気作用部による懸濁液に対する磁気処理と気
体に対する磁気処理と同時に、乱流混合方法を行い、こ
れらによって得られた微細気泡群を懸濁液に作用させる
点に特徴がある。
液に激しい乱流を形成するため乱流混合部を形成する。
ここで形成された激しい乱流によって懸濁液中に微細気
泡群を発生させることができる。発生した微細気泡は凝
集した微粒子のフロックに付着し、これを浮上分離する
効率を著しく向上させる。故に本発明は、第１磁気作用
部と第２磁気作用部による懸濁液に対する磁気処理と気
体に対する磁気処理と同時に、乱流混合方法を行い、こ
れらによって得られた微細気泡群を懸濁液に作用させる
点に特徴がある。
【００１３】
【実施例】以下図示の実施例を参照して本発明をより詳
細に説明する。図１は本発明に係る分離装置の全体像を
示したものであり、図３に示した回路構成を有する。な
おこれら全体図は略示であり、厳密な形状を反映しては
いない。
細に説明する。図１は本発明に係る分離装置の全体像を
示したものであり、図３に示した回路構成を有する。な
おこれら全体図は略示であり、厳密な形状を反映しては
いない。
【００１４】各図において、１１は液体中に微粒子が分
散している懸濁液１２を貯留したタンク、１３は循環路
としてのパイプで、タンク１１から懸濁液を取り出し、
所要の処理を加えたのちタンク１１へ還流させるために
タンク下部に取り付けられている。１４は取り出し側の
バルブ、１５は還流側のバルブを示す。１６は液フロー
メータであり、循環路１３に介在させたポンプ１７によ
って生じる液流をチェックする。この循環路１３には、
懸濁液１２に磁気作用を加える第１磁気作用部１８、１
９が２箇所設けられている。
散している懸濁液１２を貯留したタンク、１３は循環路
としてのパイプで、タンク１１から懸濁液を取り出し、
所要の処理を加えたのちタンク１１へ還流させるために
タンク下部に取り付けられている。１４は取り出し側の
バルブ、１５は還流側のバルブを示す。１６は液フロー
メータであり、循環路１３に介在させたポンプ１７によ
って生じる液流をチェックする。この循環路１３には、
懸濁液１２に磁気作用を加える第１磁気作用部１８、１
９が２箇所設けられている。
【００１５】循環路１３には気体取り込み部２１が接続
されている。例示の気体取り込み部２１は２箇所の第１
磁気作用部１８、１９の間に、磁気作用を受けた空気を
供給するために接続され、接続部の直前には第２磁気作
用部２２が設けられている。２３はエアフローメータ、
２４は開閉バルブ、２５はエアタンクであり、エア源２
６であるエアポンプから圧送されたエアを一旦貯溜して
下流へ送出する。気体取り込み部２１にはチェックバル
ブ２７や減圧弁２８を設けることが望ましい。
されている。例示の気体取り込み部２１は２箇所の第１
磁気作用部１８、１９の間に、磁気作用を受けた空気を
供給するために接続され、接続部の直前には第２磁気作
用部２２が設けられている。２３はエアフローメータ、
２４は開閉バルブ、２５はエアタンクであり、エア源２
６であるエアポンプから圧送されたエアを一旦貯溜して
下流へ送出する。気体取り込み部２１にはチェックバル
ブ２７や減圧弁２８を設けることが望ましい。
【００１６】懸濁液中に微細気泡群を発生させる乱流発
生部３１は、第１磁気作用部１９及び第２磁気作用部２
２の下流の循環路１３に配置される。例示の乱流発生部
３１は図４以下に示したように懸濁液中に突出する逆円
弧状の羽根片３２、３３を半円筒状のパイプ素子３４、
３５の内面に固定したもの一対を組み合わせて円筒状に
し、そのものを最小単位として構成される。乱流発生部
３１は、流れに対して羽根片３２、３３が前進方向へ傾
斜しかつ流れの上流に円弧の凹部が向くように配置され
る。
生部３１は、第１磁気作用部１９及び第２磁気作用部２
２の下流の循環路１３に配置される。例示の乱流発生部
３１は図４以下に示したように懸濁液中に突出する逆円
弧状の羽根片３２、３３を半円筒状のパイプ素子３４、
３５の内面に固定したもの一対を組み合わせて円筒状に
し、そのものを最小単位として構成される。乱流発生部
３１は、流れに対して羽根片３２、３３が前進方向へ傾
斜しかつ流れの上流に円弧の凹部が向くように配置され
る。
【００１７】図６は乱流発生部３１の例示であり複数組
の乱流発生部３１−１…を流線方向の軸に添って右回り
に４５度ずつ回転させるようにして構成されており計８
組からなる。この構成により全方向において均等に激し
い乱流を形成することができるものとなる。羽根片３
２、３３にエアの流れ３６が当たると図７に示すように
羽根片３２、３３の下流に渦を生じ、キャビテーション
が発生して微細な気泡の群れが激しく揺動しさらに分裂
する。なお、エアの流れ３６に蒸気等の流れ３７を代え
或いは加えることもできる。
の乱流発生部３１−１…を流線方向の軸に添って右回り
に４５度ずつ回転させるようにして構成されており計８
組からなる。この構成により全方向において均等に激し
い乱流を形成することができるものとなる。羽根片３
２、３３にエアの流れ３６が当たると図７に示すように
羽根片３２、３３の下流に渦を生じ、キャビテーション
が発生して微細な気泡の群れが激しく揺動しさらに分裂
する。なお、エアの流れ３６に蒸気等の流れ３７を代え
或いは加えることもできる。
【００１８】このような構成を有する本発明の分離装置
において、例えば使用済みのクーラントの懸濁液１２が
貯溜されたタンク１１からポンプ１７により循環路１３
に流出する状態となると、懸濁液１２の流れは循環路１
３を移動し、また気体取り込み部２１で取り込まれたエ
アを混入させて還流し続けることになる。この循環流れ
が形成されている状態において、循環流れは第１磁気作
用部１８、１９による磁気作用を受け、かつまた気体取
り込み部２１にて第２磁気作用部２２による磁気作用を
受けたエアを混合し、磁力の作用を受けて特性の変化し
ている懸濁液の成分である水分子と微粒子及び同様に特
性の変化しているエアが相互に作用し合い、微粒子に磁
気凝集を生じさせることとなる。
において、例えば使用済みのクーラントの懸濁液１２が
貯溜されたタンク１１からポンプ１７により循環路１３
に流出する状態となると、懸濁液１２の流れは循環路１
３を移動し、また気体取り込み部２１で取り込まれたエ
アを混入させて還流し続けることになる。この循環流れ
が形成されている状態において、循環流れは第１磁気作
用部１８、１９による磁気作用を受け、かつまた気体取
り込み部２１にて第２磁気作用部２２による磁気作用を
受けたエアを混合し、磁力の作用を受けて特性の変化し
ている懸濁液の成分である水分子と微粒子及び同様に特
性の変化しているエアが相互に作用し合い、微粒子に磁
気凝集を生じさせることとなる。
【００１９】他方、懸濁液１２の循環流れは乱流発生部
３１において激しく攪拌され、気体取り込み部２１から
もたらされたエアがキャビテーションを繰り返すことに
よって次第に微細化し、水流中に１μｍレベルの微細気
泡を群生させ、前記磁気凝集を生じた微粒子と接触し、
これを取り囲んで流れ、タンク１１へ流入することとな
る。タンクへ還流した凝集微粒子は微細エアを付着して
いるため未処理の懸濁液よりも軽く、タンク内を浮上
し、表面にクリーム状の泡となって溜まることとなる
（図３参照）。この浮上した凝集微粒子３８は本発明の
分離装置が働いている間増え続け、最終的にタンク内は
より重い液体つまりこの場合には分離水３９と上下に分
かれる。
３１において激しく攪拌され、気体取り込み部２１から
もたらされたエアがキャビテーションを繰り返すことに
よって次第に微細化し、水流中に１μｍレベルの微細気
泡を群生させ、前記磁気凝集を生じた微粒子と接触し、
これを取り囲んで流れ、タンク１１へ流入することとな
る。タンクへ還流した凝集微粒子は微細エアを付着して
いるため未処理の懸濁液よりも軽く、タンク内を浮上
し、表面にクリーム状の泡となって溜まることとなる
（図３参照）。この浮上した凝集微粒子３８は本発明の
分離装置が働いている間増え続け、最終的にタンク内は
より重い液体つまりこの場合には分離水３９と上下に分
かれる。
【００２０】磁気作用については水素原子の電子にＳ極
が右回転を与え、それが水のクラスターの水素結合を弱
め、水の表面張力を低下させるので好結果を与える、と
いわれ或いは、磁気が空気中の酸素のエネルギー準位を
高めて性質を変化させ、様々な機能を発揮させることと
なる磁化エアを生成して好結果を与えるとも説明され
る。しかし、そのいずれであるにせよ、或いは未だ説明
されない理由によるにせよ、磁気作用部を懸濁液と取り
入れエアとに作用させかつ乱流混合部と組み合わせるこ
とによって、本発明は顕著な結果を得ている。本発明の
装置を用いて処理した結果の一部を別表１に掲載し、効
果を証明する成果の一つとする。
が右回転を与え、それが水のクラスターの水素結合を弱
め、水の表面張力を低下させるので好結果を与える、と
いわれ或いは、磁気が空気中の酸素のエネルギー準位を
高めて性質を変化させ、様々な機能を発揮させることと
なる磁化エアを生成して好結果を与えるとも説明され
る。しかし、そのいずれであるにせよ、或いは未だ説明
されない理由によるにせよ、磁気作用部を懸濁液と取り
入れエアとに作用させかつ乱流混合部と組み合わせるこ
とによって、本発明は顕著な結果を得ている。本発明の
装置を用いて処理した結果の一部を別表１に掲載し、効
果を証明する成果の一つとする。
【００２１】
【表１】
表１において処理前とあるのは本発明に係る分離装置に
よる処理を経ない従来のままのもの、処理後とあるのは
本発明に係る分離装置による処理を経たもの、また備考
欄ミキシング１２段とは、乱流発生部３１が１２箇所ら
せん状に設けられたものを示す。表１により本発明の顕
著な効果が客観的に把握できる。
よる処理を経ない従来のままのもの、処理後とあるのは
本発明に係る分離装置による処理を経たもの、また備考
欄ミキシング１２段とは、乱流発生部３１が１２箇所ら
せん状に設けられたものを示す。表１により本発明の顕
著な効果が客観的に把握できる。
【００２２】
【発明の効果】このように本発明によれは薬剤を使用す
ることなく微粒子を凝集させ、かつ浮力を与えて微粒子
の分散媒である水などの液体から浮上分離することがで
きることとなり、電極や付帯設備が不要なため保守に優
れ、取り扱いが容易であるという効果を奏する。
ることなく微粒子を凝集させ、かつ浮力を与えて微粒子
の分散媒である水などの液体から浮上分離することがで
きることとなり、電極や付帯設備が不要なため保守に優
れ、取り扱いが容易であるという効果を奏する。
【図１】本発明に係る分離装置の１実施例を示す斜視説
明図。
明図。
【図２】同上要部の説明図。
【図３】図１の装置の回路説明図。
【図４】乱流発生部の構成を示す斜視図。
【図５】（ａ）同じく正面図。
（ｂ）同じく断面図。
【図６】乱流発生部の配列の例とＡ−Ａ矢視図を示す説
明図。
明図。
【図７】乱流発生部の作用の例を示す説明図。
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B03C 1/00 - 1/32
B01D 17/035
C02F 1/48
C02F 1/52
C02F 1/24
B01J 19/08
Claims (3)
- 【請求項１】 液体中に微粒子が分散している懸濁液か
ら微粒子を分離するための装置であって、懸濁液を貯溜
するタンクと、タンクから懸濁液を取り出してタンクへ
還流させる循環路と、循環路中の懸濁液に磁気作用を加
える２箇所の第１磁気作用部と、循環路中の懸濁液に気
体を供給する気体取り込み部と、気体取り込み部を流れ
る気体に磁気作用を加える第２磁気作用部と、気体を取
り込んだ懸濁液に激しい乱流を形成し、懸濁液中に微細
気泡群を発生させる乱流混合部とを有し、タンクに環流
する懸濁液中に分散している微粒子に微細気泡を付着さ
せる分離装置。 - 【請求項２】 ２箇所の第１磁気作用部の間の循環路に
気体取り込み部を接続して、磁気作用を受けた空気を循
環路に供給する請求項１記載の分離装置。 - 【請求項３】 懸濁液中に微細気泡群を発生させる乱流
発生部は、前記２箇所の第１磁気作用部よりも下流の循
環路に配置されている請求項１又は２記載の分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000234704A JP3467001B2 (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000234704A JP3467001B2 (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002045726A JP2002045726A (ja) | 2002-02-12 |
| JP3467001B2 true JP3467001B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=18727038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000234704A Expired - Lifetime JP3467001B2 (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3467001B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005077524A1 (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Kihira, Katsutoshi | 磁気処理装置 |
| CN110981070A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-04-10 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种高浓高盐工业废水深度处理的组合工艺 |
-
2000
- 2000-08-02 JP JP2000234704A patent/JP3467001B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002045726A (ja) | 2002-02-12 |
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