JP6199834B2 - 移動式泥水処理設備 - Google Patents

Description

本発明は、移動式泥水処理設備に関し、特に、敷地内を移動して、採泥した泥水を脱水処理することで、脱水ケーキを生成する移動式泥水処理設備に関する。

例えば、掘削工事、浚渫工事等の各種の土木建設工事の現場敷地内や、各種の工場等の敷地内に設けられた排水処理施設で発生する泥水を処理する方法やシステムとして、水、粘土、シルトなどの混合物である泥水を脱水処理して水を分離することで脱水ケーキを生成し、生成した脱水ケーキを、好ましくは盛土や埋め戻し土等の土木材料として再利用できるようにするものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献１の泥水の脱水処理方法や脱水処理システムでは、例えば凝集反応槽で泥水と凝集剤とを攪拌混合して、土粒子どうしのフロックによる凝集泥水を形成してから、例えばスクリュープレスに供給して凝集泥水を圧搾脱水することで、脱水ケーキを効率良く生成できるようなっており、さらに、生成される脱水ケーキの強度を増加させることを目的として、凝集反応槽に泥水を送り込む前に、混合貯留槽において、砂、フライアッシュ、スラグ、セメント等からなる強度補強材を泥水に添加混合するようになっている。

特開２０１１−１６０４２号公報

しかしながら、従来の泥水の脱水処理方法や脱水処理システムでは、例えば土木建設工事の現場敷地内や、工場等の敷地内に構築した処理プラントや、敷地外の専用の処理プラントまで、回収される泥水を搬送車両に積み込んで搬送し、これらの処理プラントに設置された脱水処理システムを用いて泥水を脱水処理するものであったため、例えば土木建設工事の広大な現場敷地内や、工場等の広大な敷地内に、例えば処理すべき泥水を貯留する原水ピット等が複数箇所に点在して設けられている場合には、各々の原水ピット等から泥水を搬送車両に積み込んで、処理プラントまで何回も泥水を搬送するのに多くの手間を要することになる。

これに対して、例えば複数箇所に点在する各々の原水ピット等の近傍で、泥水に脱水処理を施して脱水ケーキを生成することができれば、生成した脱水ケーキのみを搬送車両等に積み込ん搬送したり再利用したりすることが可能になって、さらに効率良く泥水を脱水処理することできるものと考えられる。

本発明は、例えば複数箇所に点在する各々の原水ピット等の近傍で、泥水に脱水処理を施して脱水ケーキを生成することを可能にして、さらに効率良く泥水を脱水処理することのできる移動式泥水処理設備を提供することを目的とする。

本発明は、敷地内を移動して、例えば当該敷地内に複数箇所に設けられた原水ピット等から採泥した泥水を脱水処理することで、脱水ケーキを生成する移動式泥水処理設備であって、縦長矩形の荷台を備える走行移動可能な移動車両と、該移動車両の荷台に設置された、原泥槽と、凝集反応槽と、該凝集反応槽で生成した凝集泥水を水切りするドラムスクリーンと、該ドラムスクリーンで水切りした凝集泥水を圧搾脱水して脱水ケーキを生成するスクリュープレスと、該スクリュープレスによって生成された脱水ケーキを前記荷台の外に搬送するコンベア装置とを含んで構成されており、前記凝集反応槽は、反応槽架台によって支持されることで、運転席に近接する部分において、縦長矩形の前記荷台の短手方向に延設して前記ドラムスクリーンよりも高い位置に配置されると共に、前記原泥槽から泥水ポンプによって泥水が送り込まれるようになっており、前記ドラムスクリーンは、前記スクリュープレスと連通するホッパーの内部に回動可能に配置されて、前記凝集反応槽から供給配管を介して送られる凝集泥水を水切りするようになっており、前記スクリュープレスは、プレス架台によって支持されることで、縦長矩形の前記荷台の長手方向に延設して前記荷台との間に間隔を保持して配置されると共に、前記ホッパーから落下する水切り後の凝集泥水を圧搾脱水するようになっており、前記コンベア装置は、前記スクリュープレスと前記荷台との間の間隔部分において、縦長矩形の前記荷台の短手方向に延設して当該短手方向に出し入れ可能に配置されると共に、前記スクリュープレスの下流側端部から落下する圧搾脱水後の脱水ケーキを受けて荷台の外に搬送するようになっており、前記原泥槽と前記凝集反応槽との間に介在して、前記原泥槽から送られる泥水と強度増加材とを混合する混合貯留槽が前記荷台に設置されており、前記凝集反応槽には、泥水ポンプによって前記混合貯留槽から泥水と強度増加材との混合物が送り込まれるようになっている移動式泥水処理設備を提供することにより、上記目的を達成したものである。

また、本発明の移動式泥水処理設備は、前記荷台に凝集剤ユニットが設置されており、該凝集剤ユニットの溶解槽に貯留した凝集剤を前記凝集反応槽に送り込むようになっていることが好ましい。

さらに、本発明の移動式泥水処理設備は、脱水処理される前記泥水として、土壌泥水、油含有微細鉄（鉄スラッジ）泥水、石灰・石膏系含有泥水等を含めることができる。

本発明の移動式泥水処理設備によれば、例えば複数箇所に点在する各々の原水ピット等の近傍で、泥水に脱水処理を施して脱水ケーキを生成することを可能にして、さらに効率良く泥水を脱水処理することができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る移動式泥水処理設備の平面図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る移動式泥水処理設備の側面図である。

図１及び図２に示す本発明の好ましい一実施形態に係る移動式泥水処理設備１０は、例えば土木建設工事の現場敷地内や、各種の工場等の敷地内に複数箇所に点在して設けられた、処理すべき泥水を貯留する例えば原水ピット（図示せず）の各々に対して、採泥ホースが届く範囲である当該原水ピットの近傍の領域まで容易に移動して、こられの近傍の領域において、採泥ホースや採泥ポンプ（図示せず）を介して原水ピットから汲み上げた泥水をその場で脱水処理することで、泥水から脱水ケーキを効率良く生成できるようにすると共に、生成された脱水ケーキのみを、例えば移動式泥水処理設備１０に隣接する位置まで移動させたトラック等の搬送車両に積み込んで、効率良く搬送できるようにするものである。

そして、本実施形態の移動式泥水処理設備１０は、敷地内を移動して、当該敷地内に複数箇所に設けられた原水ピットから採泥した泥水を脱水処理することで、脱水ケーキを生成する泥水処理設備であって、図１及び図２に示すように、縦長矩形の荷台１２を備える走行移動可能な移動車両１１と、この移動車両１１の荷台１２に設置された、原泥槽１３と、凝集反応槽１４と、凝集反応槽１４で生成した凝集泥水を水切りするドラムスクリーン１５と、ドラムスクリーン１５で水切りした凝集泥水を圧搾脱水して脱水ケーキを生成するスクリュープレス１６と、スクリュープレス１６によって生成された脱水ケーキを荷台１２の外に搬送するコンベア装置１７とを含んで構成されている。

凝集反応槽１４は、反応槽架台１８によって支持されることで、運転席１１ａに近接する部分において、縦長矩形の荷台１２の短手方向に延設してドラムスクリーン１５よりも高い位置に配置されると共に、原泥槽１３から泥水ポンプ２１によって泥水が送り込まれるようになっており、ドラムスクリーン１５は、スクリュープレス１６と連通するホッパー２０の内部に回動可能に配置されて、凝集反応槽１４から供給配管（図示せず）を介して送られる凝集泥水を水切りするようになっている。スクリュープレス１６は、プレス架台１９によって支持されることで、縦長矩形の荷台１２の長手方向Ｘに延設して荷台１２との間に間隔を保持して配置されると共に、ホッパー２０から落下する水切り後の凝集泥水を圧搾脱水するようになっており、コンベア装置１７は、スクリュープレス１６と荷台１２との間の間隔部分において、縦長矩形の荷台１２の短手方向Ｙに延設して当該短手方向Ｙに出し入れ可能に配置されると共に、スクリュープレス１６の下流側端部から落下する圧搾脱水後の脱水ケーキを受けて荷台１２の外に搬送するようになっている。

本実施形態では、移動式泥水処理設備１０を構成する移動車両１１は、例えば７ｔ程度の積載量を有する平トラックであって、例えば短手方向Ｙの幅が２１００ｍｍ程度、長手方向Ｘの長さが６２００ｍｍ程度の大きさの、縦長矩形の平面形状を有する荷台１２を備えている。この荷台１２には、原泥槽１３、凝集反応槽１４、ドラムスクリーン１５、スクリュープレス１６、コンベア装置１７、混合貯留槽２５等が設置されている。

原泥槽１３は、本実施形態では、例えば縦横１０００ｍｍ、高さ１０００ｍｍ程度の大きさの、上面が開口する角型鋼製の箱体であって、１ｍ³程度の容量を有している。原泥槽１３には、採泥ホースや採泥ポンプ（図示せず）を介して原水ピットから送られる泥水が貯留される。泥水は、土木建設工事や工場等で発生した泥状物から、礫や多くの砂が除去された状態の、水、粘土、シルト等からなる混合物である。原泥槽１３には、粘土分やシルト分が沈降するのを防止するために、モータによって回転駆動する竪型攪拌機３０（図２参照）が設けられている。原泥槽１３に貯留された泥水は、泥水ポンプ２１の作動によって、図示しない泥水配管を介して凝集反応槽１４に送り込まれるようになっている。

凝集反応槽１４は、本実施形態では、例えば幅５６０ｍｍ、長さ１６００ｍｍ程度の大きさの横長矩形の平面形状を有する、上面が開口する鋼製の箱体であって、内部に二軸のパドル２３を備えていることで、二軸パドル式のミキサーとなっている。二軸のパドル２３は、複数の攪拌翼２３ａを有しており、モータ２３ｂによって回転駆動することにより、内部に滞留する泥水を凝集剤と混合して凝集泥水を形成しながら、凝集泥水を上流側から下流側に移送することができるようになっている。

また、本実施形態では、移動車両１１の荷台１２における運転席１１ａと近接する部分には、例えば山形鋼や溝形鋼等を溶接等により組み付けて、枠状の反応槽架台１８が設けられている。この反応槽架台１８に支持させることによって、凝集反応槽１４は、運転席１１ａの高さを越えた最も高い位置に、横長矩形の平面形状の長手方向を、縦長矩形の荷台１２の短手方向Ｙに沿わせるようにして、荷台１２の両側からはみ出さないように納められた状態で設置される。

さらに、本実施形態では、好ましくは、荷台１２に凝集剤ユニット２２が設置されており、この凝集剤ユニット２２の溶解槽２２ａに貯留されている凝集剤を、図示しないポリマーポンプによって凝集反応槽１４に送り込むことができるようになっている。すなわち、凝集剤ユニット２２の溶解槽２２ａには、アニオン系やカチオン系等の凝集剤として、例えば高分子凝集剤が溶解された状態で貯留されており、図示しないポリマーポンプによって、図示しないポリマー配管を介して、貯留されている高分子凝集剤を凝集剤ユニット２２から送り出し、凝集反応槽１４の上流側に投入できるようになっている。凝集反応槽１４の上流側に投入された凝集剤は、攪拌翼２３ａを有する二軸のパドル２３の回転によって、原泥槽１３から送り込まれた泥水と混合され、当該凝集剤の作用によって、土粒子が凝集されたフロックによる凝集泥水を形成する。形成された凝集泥水は、攪拌翼２３ａを有する二軸のパドル３１の回転によって、上流側から下流側に向けて順次押し出されるようにして移送される。

二軸のパドル２３の回転によって下流側に移送された凝集泥水は、凝集反応槽１４の下流側端部とホッパー２０の側壁部の上端部との間に介在して設けられた、図示しない供給配管を介して、例えば二軸のパドル２３の回転による押出し力と凝集泥水の自重の作用によって、凝集反応槽１４から溢れ出るようにして押し出され、内部にドラムスクリーン１５が配置されたホッパー２０の上端部に流れ込むように供給されて、回転しているドラムスクリーン１５の外筒の上部表面に落下する。

ドラムスクリーン１５は、細かい網目が多数形成された円筒形状を備える水切り用のスクリーンであり、図示しないモータによって回転駆動される。ドラムスクリーン１５の外筒の上部表面に落下した凝集泥水は、ドラムスクリーン１５の回転に伴って、外筒に付着した状態で回転方向の下流側に搬送され、凝集泥水に含まれる一部の水分は、ドラムスクリーン１５の網目を通過することで水切りされて、下方に落下し、濾液として例えば荷台１２の上に設置された濾液処理槽３１に送られる。一方、ドラムスクリンーン１５の外筒に付着した凝集泥水は、水切りされてから、外筒の表面が下方を向くまでドラムスクリンーン１５が回転すると、外筒から剥離して、ホッパー２０と連通するスクリュープレス１６の上流側の端部に落下する。

ここで、ドラムスクリーン１５の回転速度が低速になり過ぎると、ドラムスクリーン１５の外筒の上部表面に落下した凝集泥水の上に、凝集反応槽１４から引き続いて供給される後続の凝集泥水が重ねて落下することになるので、水切り割合が低くなる。またドラムスクリーン１５の回転速度が高速になり過ぎると、凝集泥水がドラムスクリーン１５の外筒の上部表面に付着している時間が短くなるので、水切り割合が低くなる。このため、ドラムスクリーン１５は、適度な回転速度で回転するように制御される必要がある。

スクリュープレス１６は、パンチングメタル等で形成された例えば直径３００ｍｍ、長さ２０００ｍｍ程度の大きさの円筒形状の濾筒１６ａと、濾筒１６ａの内部に回転自在に配設されたスクリュー１６ｂとを備えており、ホッパー２０から濾筒１６ａの上流側端部に供給された、ドラムスクリンーン１５によって水切りされた後の凝集泥水を、スクリュー１６ｂによって下流側に搬送させつつ圧搾脱水して、水を分離させるようになっている。

濾筒１６ａには、上流側端部に上方に向って開口する受入口１６ｃが形成されていると共に、下流側端部に側方に向って開口する排出口１６ｄが形成されており、ホッパー２０から受入口１６ｃを介して落下投入された水切り後の凝集泥水を、スクリュー１６ｂによって圧搾脱水しながら荷台１２の長手方向Ｘの後方に搬送することで脱水ケーキを生成し、生成した脱水ケーキを排出口１６ｄから排出させるようになっている。

スクリュー１６ｂは、濾筒１６ａの上流側から下流側に向けて次第に拡径するテーパー状のスクリュー軸１６ｅと、スクリュー軸１６ｅの外周面に固定した螺旋状のスクリュー羽根１６ｆとによって構成されている。スクリュー１６ｂは、モータにより回転駆動され、スクリュー羽根１６ｆによる送り作用によって、水切り後の凝集泥水を濾筒１６ａの上流側から下流側に向けて搬送する。濾筒１６ａとスクリュー軸１６ｅとの間の空間は、下流側に向けて次第に狭くなっているため、水切り後の凝集泥水は、濾筒１６ａの下流側に向けて搬送されつつ圧搾されて、脱水ケーキを生成する。また凝集泥水の搬送に伴って、凝集泥水中の水分は、濾筒１６ａを構成するパンチングメタルのパンチング孔を通して搾り出され、搾り出された水は濾液として、例えば荷台１２の上に設置された濾液処理槽３１に送られる。圧搾脱水された後の凝集泥水である脱水ケーキは、好ましくは固形化された状態で、脱水ケーキ濾筒１６ａの下流側端部の排出口１６ｄから外部に排出されることになる。

また、本実施形態では、移動車両１１の縦長矩形の平面形状を有する荷台１２における、一方の長辺に沿った反応槽架台１８よりも後方の部分に、例えば山形鋼や溝形鋼や鋼製パイプ等を溶接等により組み付けて、枠状のプレス架台１９が設けられている。枠状のプレス架台１９に支持させることによって、スクリュープレス１６は、これと一体となったホッパー２０及びドラムスクリーン１５と共に、縦長矩形の荷台１２の長手方向Ｘに延設して、荷台１２との間に間隔を保持した状態で配置される。これによって、ホッパー２０の内部に設けられたドラムスクリーン１５は、反応槽架台１８に支持された凝集反応槽１４の中心の高さ位置よりも、低い位置に配置されるので、凝集反応槽１４の二軸のパドル２３の回転による押出し力と凝集泥水の自重の作用によって、凝集反応槽１４からドラムスクリーン１５の濾筒１６ａの上方に、凝集泥水を押し出し易くなる。

本実施形態では、コンベア装置１７は、例えばベルト幅が３５０ｍｍ、長さが２０００ｍｍ程度の大きさのベルトコンベアからなり、当該コンベア装置１７を荷台１２の側方に引き出さない状態では、荷台１２からはみ出すことなく納めることができる形状を備えている。コンベア装置１７は、プレス架台１９によって支持されたスクリュープレス１６と、荷台１２との間の間隔部分において、縦長矩形の荷台１２の短手方向Ｙに延設して配置されると共に、スクリュープレス１６の濾筒１６ａの下流側端部に設けられた排出口１６ｄの周囲を囲んで取り付けられた、排出口ホッパー２４の下方に配置されることで、排出口１６ｄから排出されて落下する脱水ケーキを、ベルト部１７ａに受け取ることができるようになっている。

また、コンベア装置１７には、例えば引き出しローラーが取り付けられていることで、荷台１２から側方に引き出して、短手方向Ｙに出し入れすることができるようになっている。これによって、原水ピットの近傍の領域まで移動車両１１を移動させた後に、コンベア装置１７を荷台１２の側方に引き出して、排出口１６ｄからベルト部１７ａに受け取った脱水ケーキを、例えば当該移動式泥水処理設備１０に隣接する位置まで移動させて横付けしたトラック等の搬送車両の荷台に向けて、移動車両１１の荷台１２の外に搬送して、搬送車両に直接積み込むことができるようになっている。

さらに、本実施形態では、移動車両１１の荷台１２には、作業用や点検用の足場、凝集泥水をドラムスクリーン１５やスクリュープレス１６によって水切りしたり圧搾脱水した際の濾液あるいはドラムスクリーン１５やスクリュープレス１６を洗浄した際の洗浄液等を貯留する上述の濾液処理槽３１、各種のポンプやモータを制御する制御盤や制御装置、着脱可能な昇降タラップ３２等が設けられている。

さらにまた、本実施形態では、移動車両１１の荷台１２には、原泥槽１３と凝集反応槽１４との間に介在させて、原泥槽１３から送られる泥水と強度増加材とを混合する混合貯留槽２５が設置されている（図１参照）。この凝集反応槽１４には、図示しない泥水ポンプによって、混合貯留槽２５からの泥水と強度増加材との混合物が送り込まれるようになっている。ここで、混合貯留槽２５は、生成される脱水ケーキの強度を増加させることを目的として、凝集反応槽１４に泥水を送り込む前に、当該混合貯留槽２５において、砂、フライアッシュ、スラグ、セメント等からなる強度補強材を、原泥槽１３から泥水ポンプ２１によって送り込まれる泥水に添加混合するものである。なお、混合貯留槽２５で泥水に添加される砂、フライアッシュ、スラグ、セメント等の強度補強材は、例えば当該移動式泥水処理設備１０に隣接する位置まで移動させて横付けした、トラック等に積み込まれたものを用いることができる。

そして、上述の構成を備える本実施形態の移動式泥水処理設備１０によれば、例えば複数箇所に点在する各々の原水ピット等の近傍で、泥水に脱水処理を施して脱水ケーキを生成することを可能にして、さらに効率良く泥水を脱水処理することができる。

すなわち、本実施形態の移動式泥水処理設備１０は、走行移動可能な移動車両１１と、移動車両１１の荷台１２に設置された、原泥槽１３と、凝集反応槽１４と、ドラムスクリーン１５と、スクリュープレス１６と、コンベア装置１７とを含んで構成されており、凝集反応槽１４は、荷台１２の短手方向に延設してドラムスクリーン１５よりも高い位置に配置されており、ドラムスクリーン１５は、ホッパー２０の内部に配置されて、凝集反応槽１４から送られる凝集泥水を水切りするようになっており、スクリュープレス１６は、ホッパー２０から落下する水切り後の凝集泥水を圧搾脱水するようになっており、コンベア装置１７は、スクリュープレス１６と荷台１２との間の間隔部分において、荷台１２の短手方向Ｙに配置されスクリュープレス１６から落下する圧搾脱水後の脱水ケーキを受けて荷台１２の外に搬送するようになっているので、移動式泥水処理設備１０を、敷地内を走行移動することが可能なコンパクトな設備として容易に形成することができると共に、敷地内の所定の箇所に構築した処理プラントや、敷地外の専用の処理プラントまで、各々の原水ピットから回収される泥水を搬送車両に積み込んで搬送する手間を省いて、複数箇所に点在する各々の原水ピットの近傍の領域において、泥水から脱水ケーキを生成することを可能にすることで、生成した脱水ケーキのみを搬送車両等に積み込ん搬送したり再利用したりすることが可能になって、さらに効率良く泥水を脱水処理することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、移動車両の荷台に凝集剤ユニットを設置して凝集剤を凝集反応槽に送り込む必要は必ずしも無く、凝集剤ユニットを、移動式泥水処理設備に隣接する位置まで移動させて横付けした別のトラック等に設置して、凝集剤を凝集反応槽に送り込むようにすることもできる。また、脱水処理される泥水は、土壌泥水や油含有微細鉄（鉄スラッジ）泥水や石灰・石膏系含有泥水等であってもよく、原水ピット以外のその他の泥水の貯留施設や排水施設等から得られるものであっても良い。

１０ 移動式泥水処理設備
１１ 移動車両
１１ａ 運転席
１２ 荷台
１３ 原泥槽
１４ 凝集反応槽
１５ ドラムスクリーン
１６ スクリュープレス
１６ａ 濾筒
１６ｂ スクリュー
１６ｃ 受入口
１６ｄ 排出口
１６ｅ スクリュー軸
１６ｆ スクリュー羽根
１７ コンベア装置
１７ａ ベルト部
１８ 反応槽架台
１９ プレス架台
２０ ホッパー
２１ 泥水ポンプ
２２ 凝集剤ユニット
２３ パドル
２４ 排出口ホッパー
２５ 混合貯留槽
Ｘ 荷台の長手方向
Ｙ 荷台の短手方向

Claims (3)

1. 敷地内を移動して、採泥した泥水を脱水処理することで、脱水ケーキを生成する移動式泥水処理設備であって、
   縦長矩形の荷台を備える走行移動可能な移動車両と、該移動車両の荷台に設置された、原泥槽と、凝集反応槽と、該凝集反応槽で生成した凝集泥水を水切りするドラムスクリーンと、該ドラムスクリーンで水切りした凝集泥水を圧搾脱水して脱水ケーキを生成するスクリュープレスと、該スクリュープレスによって生成された脱水ケーキを前記荷台の外に搬送するコンベア装置とを含んで構成されており、
   前記凝集反応槽は、反応槽架台によって支持されることで、運転席に近接する部分において、縦長矩形の前記荷台の短手方向に延設して前記ドラムスクリーンよりも高い位置に配置されると共に、前記原泥槽から泥水ポンプによって泥水が送り込まれるようになっており、
   前記ドラムスクリーンは、前記スクリュープレスと連通するホッパーの内部に回動可能に配置されて、前記凝集反応槽から供給配管を介して送られる凝集泥水を水切りするようになっており、
   前記スクリュープレスは、プレス架台によって支持されることで、縦長矩形の前記荷台の長手方向に延設して前記荷台との間に間隔を保持して配置されると共に、前記ホッパーから落下する水切り後の凝集泥水を圧搾脱水するようになっており、
   前記コンベア装置は、前記スクリュープレスと前記荷台との間の間隔部分において、縦長矩形の前記荷台の短手方向に延設して当該短手方向に出し入れ可能に配置されると共に、前記スクリュープレスの下流側端部から落下する圧搾脱水後の脱水ケーキを受けて荷台の外に搬送するようになっており、
   前記原泥槽と前記凝集反応槽との間に介在して、前記原泥槽から送られる泥水と強度増加材とを混合する混合貯留槽が前記荷台に設置されており、前記凝集反応槽には、泥水ポンプによって前記混合貯留槽から泥水と強度増加材との混合物が送り込まれるようになっている移動式泥水処理設備。
2. 前記荷台に凝集剤ユニットが設置されており、該凝集剤ユニットの溶解槽に貯留した凝集剤を前記凝集反応槽に送り込むようになっている請求項１記載の移動式泥水処理設備。
3. 脱水処理される前記泥水は、土壌泥水、油含有微細鉄泥水、石灰・石膏系含有泥水を含む請求項１又は２記載の移動式泥水処理設備。

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