KR20120133855A - 비점오염원 초기우수정화장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비점오염원 초기우수정화장치에 관한 것으로, 그 목적은 수질정화여재를 이용하여 오염원 초기우수를 정화하는 과정에 여재에 누적되는 오염물질 및 유기물을 중화 및 분해시켜 여재의 효율을 향상시키고 여재 수명을 연장하여 정화장치의 여재교체주기를 연장하여 유지관리비를 절감할 수 있고, 정화여재를 효율있게 사용함으로써 자연환경에 악영향을 발생시키는 폐기물을 대폭 줄일 수 있는 친환경 녹색성장의 녹색기술인 비점오염원 초기우수 유출수정화처리장치를 제공하는 것이며, 그 구성은 내부에 중동을 갖는 통상인 본체와; 상기 본체의 내부 중동에 상호 간격져서 수직으로 설치되어 내부 중동을 제1침전조, 여과조 및 제2침전조로 구획하는 제1및 제2격벽과; 제1침전조의 외측단벽 상측에 설치되어 우수를 제1침전조내로 유입시키는 우수유입구와; 제2침전조의 외측단벽 중간부에 설치되어 여과된 우수를 외부로 배출시키는 우수배출구와; 상기 제1 및 제2격벽의 상측을 수평으로 관통되도록 설치되어 제1침전조 내로 우수가 과하게 유입될 때 제1침전조내로 유입되어 넘지는 우수를 여과조를 거치지 않고 바로 제2침전조로 월류시키는 월류관과; 상기 여과조내에 상기 월류관 보다 낮게 채워져 우수를 여과하는 여재부와; 상기 여과조내의 저면에 수평으로 설치되고, 제1격벽을 관통하여 설치되어 제1침전조측에 위치되는 유입부가 '∩'형으로 절곡형성되어 제1침전조내로 유입되는 우수를 여과조내의 여재부 하측으로 유입시키는 우수이동관과; 상기 월류관과 여재부 사이의 제2격벽에 관통설치되어 상기 여과부를 통해 여과된 우수를 제1침전조로 유입시키는 유입구와; 상기 여과조의 저면에 설치되어 여과조내의 우수의 온도를 가열시켜 여재의 재생처리하거나 또는 여과조내의 우수를 일정온도로 유지시키는 히터와; 배출구가 상기 여과조내와 연통되게 연결되도록 상기 본체의 상면에 설치되어 EM미생물을 여과조내로 공급하는 EM미생물저장탱크와; 본체의 외부에 설치되어 태양광으로 전력을 발생하는 태양광 패널과; 상기 히터와 태양광 패널 사이에 전기적으로 연결되어 상기 태양광 패널로 부터 발생되는 전력을 상기 히터로 공급하는 인버터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 비점오염원 초기우수정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수질정화여재를 이용하여 오염원 초기우수를 정화하는 과정에 여재에 누적되는 오염물질 및 유기물을 중화 및 분해시켜 여재의 효율을 향상시키고 여재 수명을 연장하여 정화장치의 여재교체주기를 연장하여 유지관리비를 절감할 수 있고, 정화여재를 효율있게 사용함으로써 자연환경에 악영향을 발생시키는 폐기물을 대폭 줄일 수 있는 친환경 녹색성장의 녹색기술인 비점오염원 초기우수 유출수정화처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 교량 및 도로상에는 차량의 빈번한 주행으로 중금속, 오일류, 타이어 분진 및 협잡물 등으로 극심하게 오염되어 있어 우천시에는 비점오염물질인 초기우수 유출수가 대량 배수로를 통해 하천, 호소, 특히 식수원이나 청정수역은 물론 지하수맥으로 유입되어 수질을 오염시킨다.
상기와 같은 수질을 오염시키는 초기우수 유출수을 정화처리하기 위한 종래의 방법은 도로의 인근 공지에 큰 물웅덩이를 만들고 물웅덩이에 미나리 등과 같이 물을 정화시키는 능력이 우수한 식물을 키워 교량으로 부터 흘러내리는 초기우수 유출수를 상기 물웅덩이에 집수시켜 초기우수 유출수를 정화하거나 또는 공지에 정화조를 설치하여 초기우수를 상기 정화조로 집수시켜 초기우수를 정화처리하고도록 하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 초기우수정화방법은 매우 큰 공지가 필요할 뿐만 아니라 그 정화처리속도가 매우 느려 초기우수 유출수를 효과적으로 정화처리할 수 없을 뿐만 아니라 지속적인 유지관리를 하더라도 수시로 발생되는 초기우수 유출수를 안정적으로 처리하는데 역부족하여 정화되지 않은 다량의 비점오염물질인 초기우수 유출수가 바로 하천, 호소 및 지하수맥으로 유입되어 수질을 극심하게 오염시키고 있다는 문제점이 있었다.
본 출원인은 상기와 같은 종래의 문제점을 극복하기 위해 다양한 시도를 하였으며, 그 결과로써, 특허등록 제10-791422호(명칭: 비점오염원 초기우수 유출수 정화장치), 제10-741409호(명칭: 교량의 초기우수유출수정화장치) 및 제10-1027047호(명칭: 이엠을 이용한 초기우수 및 비점오염원 정화장치)(이하, '선등록발명'이라 칭함)를 개발하였습니다.
그러나, 이러한 선등록발명은 일정기간이 경과 하면 여과수단으로 사용되는 여재를 교체하여야 함으로 유지보수비용이 높고, 빈번한 여재의 교체로 인해 다량의 폐기물이 발생되어 폐기물의 폐기비용이 크게 발생되어 자연환경에 악영향을 미침은 물론 폐기물의 폐기비용도 크게 소요된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 선등록특허의 문제점을 고려하여 안출한 것으로써, 그 목적은 수질정화여재를 이용하여 오염원 초기우수를 정화하는 과정에 여재에 누적되는 오염물질 및 유기물을 중화 및 분해시켜 여재의 효율을 향상시키고 여재 수명을 연장하여 정화장치의 여재교체주기를 연장하여 유지관리비를 절감할 수 있고, 정화여재를 효율있게 사용함으로써 자연환경에 악영향을 발생시키는 폐기물을 대폭 줄일 수 있는 친환경 녹색성장의 녹색기술인 비점오염원 초기우수 정화처리장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 내부에 중동을 갖는 통상인 본체와; 상기 본체의 내부 중동에 상호 간격져서 수직으로 설치되어 내부 중동을 제1침전조, 여과조 및 제2침전조로 구획하는 제1및 제2격벽과; 제1침전조의 외측단벽 상측에 설치되어 우수를 제1침전조내로 유입시키는 우수유입구와; 제2침전조의 외측단벽 중간부에 설치되어 여과된 우수를 외부로 배출시키는 우수배출구와; 상기 제1 및 제2격벽의 상측을 수평으로 관통되도록 설치되어 제1침전조 내로 우수가 과하게 유입될 때 제1침전조내로 유입되어 넘지는 우수를 여과조를 거치지 않고 바로 제2침전조로 월류시키는 월류관과; 상기 여과조내에 상기 월류관 보다 낮게 채워져 우수를 여과하는 여재부와; 상기 여과조내의 저면에 수평으로 설치되고, 제1격벽을 관통하여 설치되어 제1침전조측에 위치되는 유입부가 '∩'형으로 절곡형성되어 제1침전조내로 유입되는 우수를 여과조내의 여재부 하측으로 유입시키는 우수이동관과; 상기 월류관과 여재부 사이의 제2격벽에 관통설치되어 상기 여과부를 통해 여과된 우수를 제1침전조로 유입시키는 유입구와; 상기 여과조의 저면에 설치되어 여과조내의 우수의 온도를 가열시켜 여재의 재생처리하거나 또는 여과조내의 우수를 일정온도로 유지시키는 히터와; 배출구가 상기 여과조내와 연통되게 연결되도록 상기 본체의 상면에 설치되어 EM미생물을 여과조내로 공급하는 EM미생물저장탱크와; 본체의 외부에 설치되어 태양광으로 전력을 발생하는 태양광 패널과; 상기 히터와 태양광 패널 사이에 전기적으로 연결되어 상기 태양광 패널로 부터 발생되는 전력을 상기 히터로 공급하는 인버터로 구성되는 것을 특징으로 하는 비점오염원 초기우수 정화처리장치에 의해 달성될 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 비점오염원 초기우수정화장치는 EM미생물을 사용하여 여과재로 사용되는 여재를 여과조내에서 간편하고 신속하게 재처리하여 사용함으로써 여과효율을 극대화시키면서도 여재의 교체주기를 현저히 연장시킬 수 있어 유지보수비용을 크게 절감할 수 있으면서도 연장되는 여재의 교체주기만큼 여재의 교체로 인해 발생되는 폐기물의 양을 줄일 수 있어 자연환경에 악영향을 최소화하는 동시에 폐기비용 또한 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 비점오염원 초기우수정화처리장치를 단면하여 도시한 개략 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 비점오염원 초기우수정화처리장치를 단면하여 도시한 배면도.
도 3은 본 발명에 따른 비점오염원 초기우수정화장치 중 제어부와 전기적으로 연결되어 작동되는 구성요소들과 이들의 상호 유기적인 연관관계를 예시하는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 비점오염원 초기우수정화처리장치를 단면하여 도시한 배면도.
도 3은 본 발명에 따른 비점오염원 초기우수정화장치 중 제어부와 전기적으로 연결되어 작동되는 구성요소들과 이들의 상호 유기적인 연관관계를 예시하는 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비점오염원 초기우수정화장치에 대한 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 비점오염원 초기우수정화장치(10)는 본체(11)와, 제1 및 제2격벽(12)(13)과, 우수유입구(17)와, 우수배출구(18)와, 월류관(19)과, 여재부(20)와, 우수이동관(21)과, 유입구(22)와, 히터(23)와, EM미생물저장탱크(30)와, 태양광패널(40)과, 인버터(41)와, 가스감지수다(50)과, 전기누전감지수단(51)과, 경보발생수단(52)과, 제어부(53)로 구성된다.
상기 본체(11)는 내부에 중동을 갖는 통상이다.
제1 및 제 2격벽(12)(13)은 상기 본체(11)의 내부 중동에 상호 간격져서 수직으로 설치되어 내부 중동을 제1침전조(14), 여과조(16) 및 제2침전조(15)로 구획한다.
상기 우수유입구(17)는 제1침전조(14)의 외측단벽 상측에 설치되어 우수를 제1침전조(14)내로 유입시키며, 우수유입구(17)측 제1 침전조(14)의 내측에는 상기 우수유입구(17)를 통해 유입되는 초기우수와 함께 유입될 수 잇는 협잡물들을 걸러내기 위한 메쉬망(17a)이 설치된다.
상기 우수배출구(18)는 제2침전조(15)의 외측단벽 중간부에 설치되어 여과된 우수를 외부로 배출시킨다.
상기 월류관(19)은 상기 제1 및 제2격벽(12)(13)의 상측을 수평으로 관통되도록 설치되어 제1침전조(14) 내로 우수가 과하게 유입될 때 제1침전조(14)내로 유입되어 넘지는 우수를 여과조(16)를 거치지 않고 바로 제2침전조(15)로 월류시키며, 월류관(19)의 제1침전조(14)측 단부에는 제1침전조(14)에서 월류되는 우수내에 협잡물이 함께 월류되지 않도록 협잡물을 걸러주는 메쉬망(19a)이 설치된다.
상기 여재부(20)는 활성탄 등과 같은 여과재로 구성된 것으로써, 상기 여과조(16)내에 상기 월류관(19) 보다 낮게 채워져 우수를 여과한다. 상기 여재부(20)는 상하부(20a)(20b)로 구분되는데 하부(20b)에는 비교적 큰 여재가 채워지고, 상부(20a)는 비교적 작은 여재가 채워져서 하부(20b)에서는 비교적 큰 유해물질이 걸러지고, 상부(20a)에서는 비교적 작은 유해물질이 걸러진다.
또한, 상기 여재부(20)는 염분이나 중금속성 물질에 부식되거나 변형이 일어나지 않는 합성수지재로 제작된다.
상기 우수이동관(21)은 상기 여과조(16)내의 저면에 수평으로 설치되고, 제1격벽(12)을 관통하여 설치되어 제1침전조(14)측에 위치되는 유입부가 '∩'형으로 절곡형성되어 제1침전조(14)내로 유입되는 우수를 여과조(16)내의 여재부(20) 하측으로 유입시킨다. 또한, 상기 우수이동관(21)의 제1침전조(14)측 단부내에는 제1침전조(14)에서 우수이동관(21)내로 유입되는 우수내에 함유되어 있는 비교적 긁은 이물질을 1차적으로 걸려주기 위한 여재부(21a)가 구비된다.
상기 유입구(22)는 상기 월류관(19)과 여재부(20) 사이의 제2격벽(13)에 관통설치되어 상기 여과부(16)를 통해 여과된 우수를 제2침전조(15)로 유입시킨다.
상기 히터(23)는 상기 여과조(16)의 저면에 설치되어 상시에는 여과조(16)내의 우수의 온도를 30℃ 정도로 가열유지시켜 EM미생물의 활동을 활성화시키고 대대적인 재생처리 시 즉 이화학적 재생처리 시에는 여과조(16)내의 우수를 100℃ 정도로 가열유지시킨다.
상기 EM미생물저장탱크(30)는 배출구(31)가 상기 여과조(16)내와 연통되게 연결되도록 상기 본체(11)의 내부중동에 설치되어 EM미생물을 여과조(16)내로 공급한다.
상기 태양광 패널(40)은 상기 본체(11)의 외부에 설치되어 태양광으로 전력을 발생한다.
상기 인버터(41)는 상기 히터(23)와 태양광 패널(40) 사이에 전기적으로 연결되어 상기 태양광 패널(40)로 부터 발생되는 전력을 상기 히터(23)로 공급한다.
상기 가스감지수단(50)은 상기 본체(11)의 내부중동에 설치되어 가스의 발생을 감지하고, 이 감지신호를 송신한다.
상기 전기누전감지수단(51)은 상기 본체(11)에 장착되어 전기누전을 감지하고 그 감지신호를 송신한다.
상기 경보발생수단(52)은 스피커 또는 스피커와 경광등으로써, 가스발생 또는 누전발생 시 그 경보신호를 출력한다.
상기 제어부(53)는 상기 히터(23), 가스감지수단(50), 누전감지수단(51) 및 경보발생수단(52)과 각각 전기적으로 연결되어 상기 가스감지수단(50) 또는 누전감지수단(51)으로부터 가스감지 또는 누전감지신호가 수신되었을 때 상기 경보발생수단(52)을 구동시켜 경보를 발생시키고, 상기 히터(23)의 구동을 작업자의 조정에 따라 제어한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 비점오염원 초기우수정화장치(10)는 초기우수가 상기 우수유입구(17)를 통해 제1침전조(14)내로 유입되며, 유입되는 초기우수내에 포함되어 있는 협잡물들은 메쉬망(17a)에 의해 걸러진다.
이렇게 제1침전조(14)내로 유입되어 저장되는 초기우수는 제1침전조(14)내에서 1차 침전공정을 거치는 동시에 수위가 높아져 여과조(16)내의 여재부(20)의 상단부 이상일 때 제1침전조(14)내의 초기우수는 수압에 의해 상기 우수이동관(21)을 통해 여과조(16)내로 유입되는 동시에 여재부(21a)(20)를 하측에서 상측으로 통과하면서 초기우수내의 함유되어 있는 유해물질들이 걸러지고, 여재부(20)를 통과한 우수는 유입구(22)를 통해 제2침전조(15)내로 유입되어 2차 침전공정을 거친 후 우수배출구(18)를 통해 외부로 배출된다. 이와 동시에 상기 여과조(16)내의 여재부(20)에는 항상 EM미생물저장탱크(30)내에 저장되어 있는 EM미생물이 적당량 투입되어 있는 상태임으로 투입된 EM미생물은 여재부(20)내에 잔류하면서 여재들에 의해 걸러지는 유기물들을 중화 및 분해시켜 여과효율을 향상시키는 역할을 한다.
상기 EM미생물은 적정온도가 유지되어야 활성화되기 때문에 관리자가 적정온도를 설정하면 상기 제어부(53)는 상기 히터(23)의 ON/OFF시키면서 여과조(16)내의 온도를 설정온도로 유지시키며 필요한 전력은 상기 태양광 패널(40)에 의해 생산된 전력을 인버터(41)를 통해 공급받는다.
관리자는 여재의 효율을 극대화시키기 위한 방법으로 상기 여재부(20)내에 채워진 여재에 대한 이화학처리를 실시하는데 이러한 이화학처리는 먼저 여과조(16)내에 처리약재(수산화나트륨 (NaOH)2%, 에탄올(Ethanol)20%)를 투여한 후 여과조(16)내의 온도를 100℃로 설정하여 여과조(16)내에 저장된 초기우수를 가열시켜 여재들을 재처리하며, 이렇게 처리된 여재들의 재생효과는 활성탄 신탄에 비해 83~97%의 회복율을 나타내며, 경제성면에서도 신탄의 10%, 열재생의 15~20% 정도의 비용이 소요됨으로 매우 경제적이다.
또한, 본 발명에 따른 비점오염원 초기우수정화장치(10)는 제1 및 제2침전조(14)(15) 및 여과조(16)의 하단측에 각각 배수구(60)(61)(62)를 갖으며 상기 각각의 배수구(60)(61)(62)에는 각각 개폐밸브(60a)(61a)(62a)가 장착되어 배수구(60)(61)(62)를 개폐할 수 있도록 되어 있다.
상기 배수구(60)(61)(62)는 비점오염원 초기우수정화장치(10)의 내부를 세척할 때에 사용되는데 세척방법은 먼저 상기 각각의 배수구(60)(61)(62)를 개방하여 제1 및 제2침전조(14)(15) 및 여과조(16)내에 저장되어 있는 초기우수를 외부로 배수시킨다. 배수가 완료되면 상기 배수구(60)(61)(62)를 통해 살수구를 제1 및 제2침전조(14)(15) 및 여과조(16)내로 유입시켜 저면에 잔류하거나 고착된 침전물들을 탈거시켜 배출시킴으로써 세척공정이 완료된다.
10: 비점오염원 초기우수정화장치 11: 본체
12, 13: 격벽 14: 제1침전조
15: 제2침전조 16: 여과조
17: 우수유입구 18: 우수배출구
19: 월류관 20, 21a: 여재부
21: 우수이동관 22: 유입구
23: 히터 30: EM미생물저장탱크
31: 배출구 40: 태양광 패널
41: 인터버 50: 가스감지수단
51: 전기누전간지수단 52: 경보발생수단
53: 제어부 60, 61, 62: 배수구
60a, 61a, 62a: 개폐밸브
12, 13: 격벽 14: 제1침전조
15: 제2침전조 16: 여과조
17: 우수유입구 18: 우수배출구
19: 월류관 20, 21a: 여재부
21: 우수이동관 22: 유입구
23: 히터 30: EM미생물저장탱크
31: 배출구 40: 태양광 패널
41: 인터버 50: 가스감지수단
51: 전기누전간지수단 52: 경보발생수단
53: 제어부 60, 61, 62: 배수구
60a, 61a, 62a: 개폐밸브
Claims (7)
- 내부에 중동을 갖는 통상인 본체(11)와; 상기 본체(11)의 내부 중동에 상호 간격져서 수직으로 설치되어 내부 중동을 제1침전조(14), 여과조(16) 및 제2침전조(15)로 구획하는 제1및 제2격벽(12)(13)과; 제1침전조(14)의 외측단벽 상측에 설치되어 우수를 제1침전조(14)내로 유입시키는 우수유입구(17)와; 제2침전조(15)의 외측단벽 중간부에 설치되어 여과된 우수를 외부로 배출시키는 우수배출구(18)와; 상기 제1 및 제2격벽(12)(13)의 상측을 수평으로 관통되도록 설치되어 제1침전조(14) 내로 우수가 과하게 유입될 때 제1침전조(14)내로 유입되어 넘지는 우수를 여과조(16)를 거치지 않고 바로 제2침전조(15)로 월류시키는 월류관(19)과; 상기 여과조(16)내에 상기 월류관(19) 보다 낮게 채워져 우수를 여과하는 여재부(20)와; 상기 여과조(16)내의 저면에 수평으로 설치되고, 제1격벽(12)을 관통하여 설치되어 제1침전조(14)측에 위치되는 유입부가 '∩'형으로 절곡형성되어 제1침전조(14)내로 유입되는 우수를 여과조(16)내의 여재부(20) 하측으로 유입시키는 우수이동관(21)과; 상기 월류관(19)과 여재부(20) 사이의 제2격벽(13)에 관통설치되어 상기 여과부(16)를 통해 여과된 우수를 제2침전조(15)로 유입시키는 유입구(22)와; 상기 여과조(16)의 저면에 설치되어 여과조(16)내의 우수의 온도를 가열시켜 여재를 이화학적 재생방법으로 재생처리하거나 또는 여과조(16)내의 우수를 일정온도로 유지시키는 히터(23)와; 배출구(31)가 상기 여과조(16)내와 연통되게 연결되도록 상기 본체(11)의 내부중동에 설치되어 EM미생물을 여과조(16)내로 공급하는 EM미생물저장탱크(30)와; 상기 본체(11)의 외부에 설치되어 태양광으로 전력을 발생하는 태양광 패널(40)과; 상기 히터(23)와 태양광 패널(40) 사이에 전기적으로 연결되어 상기 태양광 패널(40)로 부터 발생되는 전력을 상기 히터(23)로 공급하는 인버터(41)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비점오염원 초기우수 정화처리장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 정화처리장치(10)는,
상기 본체(11)의 내부중동에 설치되어 가스의 발생을 감지하고, 이 감지신호를 송신하는 가스감지수단(50)과; 상기 본체(11)에 장착되어 전기누전을 감지하고 그 감지신호를 송신하는 누전감지수단(51)과; 가스발생 또는 누전발생 시 그 경보신호를 출력하는 경보발생수단(52)과; 상기 히터(23), 가스감지수단(50), 누전감지수단(51) 및 경보발생수단(52)과 각각 전기적으로 연결되어 상기 가스감지수단(50) 또는 누전감지수단(51)으로부터 가스감지 또는 누전감지신호가 수신되었을 때 상기 경보발생수단(52)을 구동시켜 경보를 발생시키고, 상기 히터(23)의 구동을 작업자의 조정에 따라 제어하는 제어부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비점오염원 초기우수 정화처리장치. - 제1항에 있어서,
상기 우수이동관(21)은,
상기 제1침전조(14)측의 단부내에 여재부(21a)를 구비한 것을 특징으로 하는 비점오염원 초기우수 정화처리장치. - 제1항에 있어서,
상기 여재부(20)는,
염분이나 중금속성물질에 부식되거나 병형이 일어나지 않는 합성수지재로 제작되는 것을 특징으로 하는 비점오염원 초기우수 정화처리장치. - 제1항에 있어서,
상기 본체(11)는,
상기 제1 및 제2침전조(14)(15) 및 여과조(16)의 각각 하단부측에 배수구(60)(61)(62)를 구비하고;
상기 배수구(60)(61)(62)에는 각각 개폐밸브(60a)(61a)(62a)가 장착된 것을 특징으로 하는 비점오염원 초기우수 정화장치. - 제1항에 있어서,
상기 이화학적 재생방법은,
여과조(16)내에 처리약재(수산화나트륨 (NaOH)2%, 에탄올(Ethanol)20%)를 투여한 후 여과조(16)내의 온도를 100℃로 설정하여 여과조(16)내에 저장된 초기우수를 가열시키는 것을 특징으로 하는 비점오염원 초기우수 정화장치. - 제2항에 있어서,
상기 제어부(60)는,
상시에 EM이 활성화될 수 있도록 여과조(16)내의 온도가 30℃를 유지하도록 상기 히터(23)를 제어하는 것을 특징으로 하는 비점오염원 초기우수 정화장치.
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