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- 2022-04-26 发布
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湖北轻工职业技术学院毕业论文题目:工业废水处理专业:11工业分析与检验院系:轻化工程系姓名:学号:指导老师:2014年6月14日n摘要工业废水的处理虽然早在19世纪末已经开始,并且在随后的半个世纪进行了大量的试验研究和生产实践,但是由于许多工业废水成分复杂,性质多变,至今仍有一些技术问题没有完全解决。文中就工业废水处理方法及发展趋势进行一下分析探讨。 关键词:工业废水;处理;废水特点;发展趋势n引言水是宝贵的自然资源,是人类赖以生存的必要条件。在人类生活和生产活动中,从自然界取用了水资源,经生活和生产活动后,又向自然界排出受到污染的水。这些改变了原来的组成,甚至丧失了使用价值而废弃外排的水成为废水。由于废水中混进了各种污染物,排进自然界水体,日积月累,最终将导致自然界中的某一水系丧失使用价值。目前“废水”和“污水”两个术语用法比较混乱。就科学概念而言,“废水”是指废弃外排的水;“污水”是指被污染过的水。不过,有相当数量的生产排水并不脏(如冷却水等),因而用“废水”统称比较合适。旨在谁知污浊不可取用的情况下,两个术语才可通用。废水包括生活污水和工业废水。工业废水是指工业生产过程中废弃外排的水。工业废水对环境造成的污染危害,以及应采取的防治对策,取决于工业废水的特性。即污染物的种类、性质和浓度。工业废水的水质特征,不单以废水类别而异,往往因时因地而多变。工业废水的特点主要表现为:排放量大;组成复杂;污染严重。对废水水质常用两项最主要的污染指标来表示,也就是指悬浮物和化学需氧量。不同的工业废水,其水质差异很大。以化学需氧量为例,较低的也在250~3500mg/L之间,高的常达每升数万毫克,甚至几十万毫克。n工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展,废水的种类和数量迅猛增加,对水体的污染。也日趋广泛和严重,威胁人类的健康和安全。因此,对于保护环境来说,工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。n目录第一章工业废水处理工艺1.1工业废水分类1.2工业废水处理基本原则1.3工业废水处理工艺的基本要求1.4工业废水处理分级1.5工业废水的危害表现第二章工业废水处理方法2.1物理处理法2.2化学处理法2.3生物处理法2.4生物接触氧化法第三章工业废水主要特点与处理方法3.1农药废水的特点与处理方法3.2食品工业废水污染特点及其处理方法3.3造纸工业废水处理3.4印染工业废水处理3.5冶金废水治理及发展趋势第四章我国工业废水处理存在的问题及建议4.1工业废水处理存在的问题n4.2工业废水处理的建议参考文献一、工业废水分类及处理的基本原则1.1工业废水分类(1)按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类,含无机污染物为主的为无机废水,含有机污染物为主的为有机废水。例如电镀废水和矿物加工过程的废水,是无机废水;食品或石油加工过程的废水,是有机废水。(2)按工业企业的产品和加工对象分类,如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、染料废水、制革废水、农药废水、电站废水等。(3)按废水中所含污染物的主要成分分类,如酸性废水、碱性废水、含氰废水、含铬废水、含镉废水、含汞废水、含酚废水、含醛废水、含油废水、含硫废水、含有机磷废水和放射性废水等。前两种分类法不涉及废水中所含污染物的主要成分,也不能表明废水的危害性。第三种分类法,明确地指出废水中主要污染物的成分,能表明废水一定的危害性。1.2处理的基本原则 (一)优先选用无毒生产工艺代替或改革落后生产工艺,尽可能在生产过程中杜绝或减少有毒有害废水的产生。 (二)在使用有毒原料以及产生有毒中间产物和产品过程中,应严格操作、监督,消除滴漏,减少流失,尽可能采用合理流程和设备。n (三)含有剧毒物质废水,如含有一些重金属、放射性物质、高浓度含酚物质、氰废水应与其它废水分流,以便处理和回收有用物质。 (四)流量较大而污染较轻的废水,应经适当处理循环使用,不宜排入下水道,以免增加城市下水道和城市污水处理负荷。 (五)类似城市污水的有机废水,如食品加工废水、制糖废水、造纸废水,可排入城市污水系统进行处理。 (六)一些可以生物降解的有毒废水,如酚、氰废水,应先经处理后,按照排放标准排入城市下水道,再进一步生化处理。 (七)含有难以生物降解的有毒废水,应单独处理,不应排入城市下水道。工业废水处理的发展趋势是把废水和污染物作为有用资源回收利用或实行闭路循环。1.3工业废水处理工艺基本要求工业污水处理工艺要考虑到工业污水处理处理的特点,工业污水处理是我国工业发展方面一项重头,工业污水处理关系到我国工业发展,关系经济民生大计,工业污水处理(1)工业污水处理工艺技术成熟、经济合理的原则进行总体设计,力求节能降耗、工程投资低、运行成本低、操作管理方便、工艺技术先进成熟的废水处理工艺流程。(2)工艺流程做到稳定、高效、抗冲击负荷能力强,运行灵活、设备布置合理结构紧凑;(3)工业污水处理设备选型、匹配得当,运行稳定可靠,性价比高,维护保养简单,使用寿命长n1.4工业废水处理分级一级处理的任务是从废水中去除呈悬浮状态的固体污染物。为此,多采用物理处理法。一般经过一级处理后,悬浮固体的去除率为70%~80%,而生化需氧量(BOD)的去除率只有25%~40%左右,废水的净化程度不高。二级处理的任务是大幅度地去除废水中的有机污染物,以BOD为例,一般通过二级处理后,废水中的BOD可去除80%~90%,如城市污水处理后水中的BOD含量可低于30毫克/升。需氧生物处理法的各种处理单元大多能够达到这种要求。三级处理的任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物,其中包括微生物未能降解的有机物、磷、氮和可溶性无机物。三级处理是高级处理的同义语,但两者又不完全一致。三级处理是经二级处理后,为了从废水中去除某种特定的污染物,如磷、氮等,而补充增加的一项或几项处理单元;高级处理则往往是以废水回收、复用为目的,在二级处理后所增设的处理单元或系统。三级处理耗资较大,管理也较复杂,但能充分利用水资源。有少数国家建成了一些污水三级处理厂。1.5工业废水的危害现象 工业废水造成的污染主要有:有机需氧物质污染,化学毒物污染,无机固体悬浮物污染,重金属污染,酸污染,碱污染,植物n营养物质污染,热污染,病原体污染等。工业废水对环境的破坏是相当大的,20世纪的“八大公害事件”中的“水俣事件”和“富山事件”就是由于工业废水污染造成的。2012年,龙江的镉污染、镇江苯污染等突发性水污染事件接连发生,让中国饮水安全屡次面临水污染的严峻挑战。这些污染的源头均为工业生产污染企业的违规排放。2012年中国监察部统计显示,中国水污染事故近几年每年都在1700起以上,中国饮水安全面临水污染的严峻挑战。二、废水处理方法2.1物理处理法通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜和油珠)的废水处理法,可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等。以热交换原理为基础的处理法也属于物理处理法。2.2化学处理法通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。在化学处理法中,以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元是:混凝、中和、氧化还原等;而以传质作用为基础的处理单元则有:萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。后两种处理单元又合称为膜分离技术。其中运用传质作用的处理单元既具有化学作用,又有与之相关的物理作用,所以也可从化学处理法中分出来,成为另一类处理方法,称为物理化学法。n2.3生物处理法通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物,转化为稳定、无害的物质的废水处理法。根据作用微生物的不同,生物处理法又可分为需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。废水生物处理广泛使用的是需氧生物处理法,按传统,需氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法本身就是一种处理单元,它有多种运行方式。属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及最近发展起来的生物流化床等。生物氧化塘法又称自然生物处理法。厌氧生物处理法,又名生物还原处理法,主要用于处理高浓度有机废水和污泥。使用的处理设备主要为消化池。2.4生物接触氧化法n用生物接触氧化法处理废水,即用生物接触氧化工艺在生物反应池内充填填料,已经充氧的污水浸没全部填料,并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜,污水与生物膜广泛接触,在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下,污水中有机污染物得到去除,污水得到净化。最后,处理过的废水排入生物接触氧化处理系统与生活污水混合后进行处理,氯消毒后达标排放。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷,这种曝气装置称谓鼓风曝气。三、工业废水主要特点及处理方法 3.1农药废水的特点及其处理方法 农药品种繁多,农药废水水质复杂。其主要特点是:(1)污染物浓度较高,化学需氧量(COD)可达每升数万mg;(2)毒性大,废水中除含有农药和中间体外,还含有酚、砷、汞等有毒物质以及许多生物难以降解的物质;(3)有恶臭,对人的呼吸道和粘膜有刺激性;(4)水质、水量不稳定。因此,农药废水对环境的污染非常严重。农药废水处理的目的是降低农药生产废水中污染物浓度,提高回收利用率,力求达到无害化。农药废水的处理方法有活性炭吸附法、湿式氧化法、溶剂萃取法、蒸馏法和活性污泥法等。但是,研制高效、低毒、低残留的新农药,这是农药发展方向。一些国家已禁止生产六六六等有机氯、有机汞农药,积极研究和使用微生物农药,这是一条从根本上防止农药废水污染环境的新途径。 3.2食品工业废水污染特点及其处理方法n 食品工业原料广泛,制品种类繁多,排出废水的水量、水质差异很大。废水中主要污染物有(1)漂浮在废水中固体物质,如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等;(2)悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等;(3)溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等;(4)原料夹带的泥砂及其他有机物等;(5)致病菌毒等。食品工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量高,易腐败,一般无大的毒性。其危害主要是使水体富营养化,以致引起水生动物和鱼类死亡,促使水底沉积的有机物产生臭味,恶化水质,污染环境。 食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外,一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高,可采用两级曝气池或两级生物滤池,或多级生物转盘或联合使用两种生物处理装置,也可采用厌氧—需氧串联的生物处理系统。 3.3造纸工业废水处理 造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。制浆是把植物原料中的纤维分离出来,制成浆料,再经漂白;抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干,制成纸张。这两项工艺都排出大量废水。制浆产生的废水,污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色,称为黑水,黑水中污染物浓度很高,BOD高达5—40g/L,含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的废水也含有大量的酸碱物质。抄纸机排出的废水,称为白水,其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。造纸工业废水的处理应着重于提高循环用水率,减少用水量和废水排放量,同时也应积极探索各种可靠、经济和能够充分利用废水中有用资源的处理方法。例如浮选法可回收白水中纤维性固体物质,回收率可达95,澄清水可回用;燃烧法可回收黑水中氢氧化钠n、硫化钠、硫酸钠以及同有机物结合的其他钠盐。中和法调节废水pH值;混凝沉淀或浮选法可去除废水中悬浮固体;化学沉淀法可脱色;生物处理法可去除BOD,对牛皮纸废水较有效;湿式氧化法处理亚硫酸纸浆废水较为成功。此外,国内外也有采用反渗透、超过滤、电渗析等处理方法。 3.4印染工业废水处理 印染工业用水量大,通常每印染加工1t纺织品耗水100-200t,其中80%-90%以印染废水排出。常用的治理方法有回收利用和无害化处理。回收利用:(1)废水可按水质特点分别回收利用,如漂白煮炼废水和染色印花废水的分流,前者可以对流洗涤.一水多种用法,减少排放量;(2)碱液回收利用,通常采用蒸发法回收,如碱液量大,可用三效蒸发回收,碱液量小,可用薄膜蒸发回收;(3)染料回收,如士林染料可酸化成为隐巴酸,呈胶体微粒,悬浮于残液中,经沉淀过滤后回收利用。无害化处理可分:(1)物理处理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除废水中悬浮物;吸附法主要是去除废水中溶解的污染物和脱色。(2)化学处理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在与调节废水中的酸碱度,还可降低废水的色度;混凝法在与去除废水中分散染料和胶体物质;氧化法在与氧化废水中还原性物质,使硫化染料和还原染料沉淀下来。(3)生物处理法有活性污泥、生物转盘、生物转筒和生物接触氧化法等。为了提高出水水质,达到排放标准或回收要求往往需要采用几种方法联合处理。 3.5冶金废水治理及发展趋势n 冶金废水的主要特点是水量大、种类多、水质复杂多变。按废水来源和特点分类,主要有冷却水、酸洗废水、洗涤废水(除尘、煤气或烟气)、冲渣废水、炼焦废水以及由生产中凝结、分离或溢出的废水等。冶金废水治理发展的趋势:(1)发展和采用不用水或少用水及无污染或少污染的新工艺、新技术,如用干法熄焦,炼焦煤预热,直接从焦炉煤气脱硫脱氰等;(2)发展综合利用技术,如从废水废气中回收有用物质和热能,减少物料燃料流失,(3)根据不同水质要求,综合平衡,串流着使用,同时改进水质稳定措施,不断提高水的循环利用率;(4)发展适合冶金废水特点的新的处理工艺和技术,如用磁法处理钢铁废水具有效率高,占地少,操作管理方便等优点。四、中国工业废水处理存在的问题及建议4.1存在的问题 随着我国工业化和城市化的快速推进,废水种类和数量增加迅猛,对水体环境污染的压力加重,并威胁生态安全和居民健康。从环境保护角度看,工业废水处理比城市污水处理更为复杂、更为重要。本文分析了中国工业废水处理当前存在的问题,并提出了相应的建议。总体上看,中国工业废水处理中存在的问题如下: 1.技术问题 工业废水类型复杂。一种工业生产过程可以排出不同性质的废水,一种废水又可能含有不同的污染物和不同的污染效应;即使一套生产装置排出的废水,也可能含有几种污染物。同样,在不同的工业企业,虽然产品、原料和加工过程截然不同,也可能排出性质类似的废水。如炼油厂、化工厂和炼焦煤气厂等,均可能排放含油、含酚等物质的废水。n工业废水处理方法多样。工业废水处理虽然国外早在19世纪末就已开始,且在随后的发展过程中进行了大量的试验研究和生产实践,已趋于成熟。工业废水处理技术和工艺,大致有化学处理、生物处理、膜处理等方法,而对于每种不同成分和特性的工业废水,又有不同的处理工艺要求。由于工业废水成分复杂和性质多变,至今我国仍有一些技术问题并没有完全得到解决。达标排放的工业废水仍需深化处理。在我国的一些地方和城市,工业废水处理后的达标排放废水主要排入市政管网,由城市污水处理厂进行深度处理。由于我国实行不同的废水排放标准和水质标准,达标排放的工业废水中仍含有一定浓度的污染物,需要进一步深化处理。不少未达标排放的工业废水直接排入河流、湖泊等水体,是一些地方的河流、湖泊污染的重要原因。2.管理问题 1、较大程度上存在“偷排”问题。由于环境保护外部性的原因,企业出于降低成本的目的,污水未经任何处理就“偷排”到公共水体,将污染治理的成本转嫁给社会。某个地方官员说的一句话“经济越发达水越脏”,一定程度上反映了我国公共水体污染的事实。这种偷排,不仅存在于一些地方的中小企业,环境保护部曾经公布过一次检查结果,在其曝光的企业名单中就有国有大企业甚至跨国公司的名字。n2、存在工业废水处理规模不经济的问题。学习和借鉴国际经验,是我国改革开放后的一项重要价值取向。在环保领域,西方国家的“污染者付费”原则,也被中国特色地确定为“谁污染谁治理”,并成为三大环境保护政策之一。如果说这一政策在计划经济时期得到较好实施的话,市场经济条件下的弊端则不断显现。企业的生产规模、原料来源、生产工艺以及产品类型的不同,决定了工业废水成分、特性不同,因而需要有专门的处理技术和工艺,社会化大生产也需要分工。强调“谁污染谁治理”,必然会导致规模不经济问题。3、“违法成本低、守法成本高”成为中国特有现象。在工业化扩大供应、城市化创造需求的条件下,“老板发财、政府埋单、群众受害”成为一段时期来的“中国特色”。虽然已提出转变生产方式,但并没有得到真正执行,主要原因是我国低成本扩张阶段还没有结束,重化工业带动相关产业的发展还会持续一个时期。环境的“外部性”要求政府的干预和调控;“令行禁止”要求执法部门的严格执法,否则中国的环境质量难以得到真正的改观,这与道路问题无关,而是由环境保护特点和企业趋利性决定的。3.政策性问题 n1、现有政策不能满足市场化的要求。近年来,国家在污水和垃圾收费、水价改革和外商投资目录等方面,为环保设施建设和运作的市场化创造了政策环境。如明确提出了投资主体多元化、运营主体企业化、运行管理市场化的方向;制定了污水和垃圾收费政策;改革现有运营管理体制,实行特许经营;制定了优惠政策,扶持城市污水和垃圾处理产业化的发展;对地方政府提出了监管和规范市场、保障市场化健康有序发展等。但是,一些政策是部门制定的,跨部门时政策所发挥的作用明显下降甚至被“投机主义”所替代;中央政府只给优惠政策而没有资金投入,实际执行需要地方出“银子”,因而出现执行走样问题;废物处理收费标准差别很大,一些地区由于收费太低根本不能支撑环保设施的运营。所有这些,都制约了环保设施市场化的进程,需要在政策制定时更注重实际和可操作。 2、环保设施运营资格的认可存在局限性。专业治污公司的出现,改变了政府包办一切的局面,明确了排污企业、治污企业和政府环保部门之间的职责。同时,有利于引入市场机制,将政府的优惠政策摆在明处,依靠竞争来增强治污企业的自身动力,提高污染治理设施的运行质量,降低运行成本。然而,资格认可也有一定的缺陷,在一定程度上阻碍有能力但没经历、有资金但没有环保知识的人才和社会资金的进入。假如企业家不愿意将自己的钱交给别人去支配,无形中将减少社会资金进入环保领域,这与环境保护市场化的初衷是不一致的。3、享受的政策优惠存在差距。例如,有些地方是以政府为主融资建设的,因而可以享受土地使用权、减免税、以及排污收费等方面的优惠。而民营企业投资建设的各类污水处理厂,用地比照企业的政策执行,享受不到减免税;特别是在排污收费方面,由于城市污水处理厂具有公益性,因而处理后的废水向公共水体排放是不收费的,而中小企业污水处理后向公共水体排放要收排污费,这也事实上增加了中小企业废水处理的成本,而这种成本最终还要转嫁到企业的身上。n4、环保设施运营企业的利润不合理。少数地方的治污企业成为纳税大户,这种现象其实是不合理的。由于治污企业的盈利主要来自于对排污企业较高的收费,排污企业之所以愿意接受这种价格,是因为集中治理以前的交费标准较高;或原来自己处理“规模不经济”时的成本较高。长期下去,存在一个排污企业和治污企业双方利益的平衡问题,需要政府的协调。4.2建议 针对以上工业废水处理存在的一系列问题提出有关建议如下: 1、对环保设施市场化运营需要加以引导和扶持 环保设施运营市场化,有三层含义。首先,治污企业与排污企业是购买服务关系。第二,治污企业或运营公司自负盈亏;第三,在治污企业或运营公司的选择上存在竞争关系。推进环保设施市场化的好处在于,一是将污染治理的成本明晰了。原来由政府建设、事业单位运营时,治理成本是模糊的,政府收费后也可能会用于其它方面;由专业化公司运作后则要独立核算,花多少钱在污染治理上有案可稽。二是形成制衡机制,可以降低监管成本。原来政府要对众多的排污企业监管,难度较大;实现市场化后,排污企业与治污企业之间形成服务的提供者与购买者关系,不仅降低管理成本,还可以提高监管效率。三是专业化治理,解决了治污规模不经济的问题。n应对环保设施的建设和运营给予扶持。一方面,环境保护是“外部性”问题,是“市场失效”领域,仅靠市场不能解决问题;另一方面,要发挥市场在配置资源方面的基础性作用,通过企业化运作,提高污染治理设施的运行效率。换句话说,环境保护光靠政府投入是不够的,还必须按市场规律办事,以最小的经济成本保护环境。由于治污企业的相对垄断,在批准、核定排污收费价格时,既要保证投资者能够还本付息并有所盈利,又不能加重排污企业的负担。因此,投资者的盈利必须有政策优惠,包括土地价格、税收和其他方面的政策优惠。在政府财政能力有限的情况下,引入民间资本,把政策优惠转变为治污企业的盈利,按实际提取折旧和大修理费用,提高污染治理设施的运营效率,为环保产业的可持续发展提供保证。2、为工业污染集中治理创造条件,营造公平的竞争环境 集中治理是解决中小企业污染的有效途径。实践证明,市场化运作不仅降低企业治理污染的成本,也可以使他们能集中精力关心市场,发展主业。鉴于中小企业的行业特点及其对市场的依赖,只要政府加以正确引导,完全有可能相对集中于一定的专业区域或工业园区,从而使工业污染的集中治理成为可能。这就解决了因企业规模过小,导致污染治理设施达不到经济运行规模要求的难题。加强环保设施建设是市场化的又一个条件。我国一些城市污水处理设施运转不正常,除了资金、政策等原因外,收集污水的管网不足、处理厂达不到设计规模也是原因之一。如果不提高运营效率,建设再多的环保设施也难以改变我国环境质量不高的现实。因此,将城市环保设施的建设纳入城市建设的总体规划,做到“同时”建设;环保设施也不能作为“形象工程”来建设,而要科学、合理,切实可行。在推进工业污染集中治理的政策实施上,必须做到公平、公正、公开,按照市场规律鼓励竞争,不应妨碍社会资金的流入;对排入公共环境的污染物,应按总量或浓度的统一标准收取费用,权衡不同主体之间的利益关系,使企业的负担逐步走向合理。n3、建立服务和监督体系,提高环保设施建设和运营市场化的能力 进一步理顺政企关系。解决污水处理厂政出多门、责任不清、管理混乱的局面,需要统一管理。进一步提供服务,加强监督。应建立一支精通项目管理、法律和管理知识的专门队伍,为市场化提供相关技术和信息的咨询服务。同时,为了规避市场化给政府带来的经济风险和给社会带来的环境风险,各级环保部门理应承担起污染物排放的监督任务。垃圾处理造成的二次污染风险很大,在推进垃圾处理市场化时,政府应加强监管,地方环保部门必须监测其排放情况,防范环境风险。加强人力资源开发。国家有关部门应充分利用现有的培训机构,开展环保设施市场化的科技和管理人才的培训,提高地方政府推进市场化的能力。研究制定有关环保设施建设和运营的法规和政策,界定城市环保设施建设和运营的法律责任,对环保BOT项目,应明确参与各方的责任、权利和义务,使之有法可依。 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