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游泳池采用硅藻土过滤循环水系统的设计及运行




卷第 年

1





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1

1 9 9 5

3

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游 泳 池 采 用 硅 藻 土 过 滤循 环水 系 统 的 设计及 运行
曹达 文
孟建平

范瑾初
( 同济大学

(宁波 大 学建筑设 计 研 究 院 )

)





简 要 介绍 我 国研 究 开 发 的 硅 藻 土 过 滤 技 术 应 用 于 游 泳 池 循 环 水 处 理
,
,


的 设 计 及运 行 方 法 并 结 合 实 际 工 程 一 年 多 的 运 行 实 戏 提 出 了 运 用 这 些 方 法 处

理 实 际 问 题 所 采用 的 技 术 措 施

关键 词

硅 藻土

过滤

游泳 池

循 环水

1





9 9 1 2 年 1 2 月 由 同济 大 学 与 法 国 利 安 水 务 公 司 合 作 研究 开 发 的硅 藻 土 过 滤技术研 究 成

果 通 过 专 家鉴 定 川 随 后




,

宁波 大 学 建 筑 设计 研 究 院 在 宁海 县 游 泳 馆 循 环 水处 理 系 统 中 采
, ,
.

用 了 这 项 技 术 经 过一 年 多 的运 行 整 个 系 统工 况 良 好 出水 水质 经 卫 生 防疫 站 长 期监 侧 均

满 足 国 家体 委 和 卫 生 部 颁 布 《 人 工 游 泳 池 卫 生标 准 》
, , ,

硅 藻 土 是 硅 藻 死 亡 后 的 残 骸 经 过 千 万年 的 成 岩 作 用 形 成 的 一 种 多 孔 性 的 矿 物
,

,

以无

定 形 二 氧 化 硅 为 主 要 成 分 其化 学 性 质稳 定 无 毒 除 溶 于 氢 氟 酸 和 强 碱 外 不 溶 于 其 它 任

何 物 质 硅藻 土 经 干 燥 粉 碎 筛 选 配 料 缎 烧 ( 80
.

,

,

,

,

一 10

0 ℃ ) 等 一 系列 加 工 后
,

,

即成 为 硅
.

藻 土助 滤剂
,

2 1

.

直 接 用 硅 藻 土 过 滤 不 需 要 投 加 任 何 其 它 化 学 药 剂 即可 去 除 水 中 的 悬 浮 颗
,

,

l 粒 和 胶 体 杂 质 无 论 进 水 的 水质 如 何 都 可 达 到 滤 除 水 中 5 0 n n 以 上 颗 粒 的 过 滤 精 度 这 种

,

效果 砂 滤 池 和 某 些 其 它 过 滤介 质是 无 法 达 到 的
,
,




游 泳 池 采 用 硅 藻 土 过滤 循 环 水 处 理 主 要 去 除 水 中胶 体 杂 质 细 菌 病 毒 色 度 及 一 些 有 机 大 分 子 对 水 中 铁 锰 也 有 良好 吸 附 去 除 作 用 滤 后 水 质 晶 莹 透 明 ( 浊 度
,





,

,



) 0

,

只需 极

少 消 毒 剂 量 维 持 消毒 效 果 使水 接 触 中游 泳 者身 体 与 水部 分 基 本 免 受 刺 激 适 合 于 游 泳 训 练 竞 赛 时 水 下 观 察 技 术 监 督 及水 下 摄 影 等
,
、 。

,

2

游 泳 池 采 用 硅 藻 土 过 滤循 环 水 系 统 流 程 设 计
硅藻 土 过 滤 实 际 上 是 一 种 预 涂 层 过 滤 一 个 工 作 周 期 是 由 预 涂 过 滤 及 反 冲 洗 过 程 组
,



成 冈 结 合游 泳 池 循 环 水系 统 的 特 点
1 99 5 年 2

,

将硅 藻 土 过 滤 工 艺 中 的 预 涂 池 与 游 泳 池 循 环 水 系 统



3 1

日收 到

.

78
,












, ,

中 的平衡 水 池 结 合 在 一 起 附加 硅 藻 土 助 滤 剂 投 加 点 也 设 在 平 衡 水 池 中 采 用 重 力 投 加 孔
口 计量
,

简化 了 原 硅 藻 土 过 滤 系 统 的 设备 组 合


,

调 整 后 的 硅藻 土 过 滤 循 环 水 系统 流程布置

如 图 (1)

已 投 人 使 用 一 年 多 的 宁 海 县 游 泳 馆 硅 藻 土 过 滤循 环 水 系 统 主 要 设 计参 数 为 : 游 泳 池 长

5 n 2 I, 宽 1 6 m ( 6 泳 道 ) 浅 水 区池 深

,

1 5m

.

,

深水 区 池 深
.

1 8 m ,

.

有 效水 容 积 约 为
,

66 伽m

3。

硅 藻 土 过 滤器 直 径 为
为 60 I n
3
,

`

1 4m

,

安 装 高度 为 3
3 Ox矿 .
,

,

n z o

滤 元 有 效过 滤 面 积 2 5 m 2


设 计处 理 水 量

/ 一 个 过滤 周 期 视水 质 不 同 约 为 h
,

8 一 1 2

小时

平 衡 水 池 (兼 预 涂 水 池 ) 有 效 容积

硅 藻 土助滤 剂预 涂用量 2 0 k g 配 成浆 液 在 预 涂
,
.

,

循 环 过 程 中一 次 投 加 设 计 利 用 水 池 进 水 口 的 出 水 动 能 进 行 水 力搅 拌 以 免硅 藻 土 沉 积
0 73 附 加 助 滤 剂 投 加 箱有 效 容 积 为 的 . m 附 加助滤 剂 用量
,

0. 4 一
,

0 .

k s

g爪

,

配 成 浆 液 (浓




1%

) 随 过 滤 进 行 连 续 投 加 箱 中应 根 据具 体 情 况 设 置 搅 拌 设 备 保证 投 加 均 匀 性
硅 藻 土 附 加 助 滤 剂投 加 箱

,

补充 水
.


预涂
游泳 池 2 5
x

~ 门
回水

16 M

以 全 那

硅藻 土 过滤 器
平衡 水 池
3M 3 6o

M 3 /h r

水泵


书 回



1

进水

丢 口书

个、 救

采 用 硅 藻 土 过 滤 游 泳池 循环 水 系 统 工 艺 流 程 示 意 图
型 Q
,

水 泵 选 用 侣 50

一 6 5 一 12 5 A

= 64 一

3伍3 n

h / 月

= 11 5 一

16

.

m o

水柱

,

p = 4





3

主 要 设 计数 据和 技 术 措 施


.3 1 设 计 流量

滤 速 过 滤 面积 的 确 定
10 一
.



硅 藻 土 过 滤 的 滤 速 一 般在
。 。

4 .

n 确 设计 中 一 般 根据 游 泳 池 的 有 效 容积 及循 环 时 0
.

,

间 确 定 一 个 周 期 的 时 均 流 量 然 后 宜取 滤 速 为 2 伍可b 选 择 相 应 硅 藻 土 过 滤 器 的 有 效 过 滤

,

面 积 因 为 硅 藻 土 过滤在 一 个 周 期 内是 变 滤速 过 滤 过 程 运 行 初 期 预 涂 层 完 成 后 滤 层 水
2 0 11 1 水柱 左 右 整 个 系 统 ( 包 括 管 道 系 统 ) 的 水 头 损 失也 只 有 4 一 头 损失 只 有 .
, , ,



,

,

sm

水柱

,

所 以 此 时 水 泵 运 行 工 作 点 根据 特 性 曲线 是偏离 高效 工 作 区 的 流量 超过设 计 时 均 流 量 近

.

17

倍 实 际 滤 速要 达


,

4 伪可 h
,

.



随 过 滤 持 续进 行 水 头损 失 逐 渐 增 加 水 泵 运 行 工 作 点 逐 步 移 至
、 、

,

,

设计 范 围 在 设 计 中 选 泵 管 道 系 统
围 上 限 否 则 要 作 相应 调 整
,


设 计 流 量 和 设 备 过滤 面积 已 初 步 确 定 条 件 下 应 根

,

据 管道 系 统 和 预涂 层 的 水 头 损 失 及 水泵特 性 曲 线 校 核 最 大 初 始 滤 速使 之 不 要 超 出 适 用 范

游 泳 池 采 用硅藻 土 过 滤 循 环水 系 统 的 设 计 及 运行 3 2 .

79

管 道 系统
游泳 池 循 环 水 经 过 硅藻 土 过 滤 后 水 质极 好
, ,

设 计 管道 系 统 要 避 免 对 滤 后 水 再 污染
1 O 一
,


,

管 材 一 般采 用 不 锈 钢 管 或 者
所 有 管道 设计 流 速 应 大 于
.

P v C正 R p
,

复 合 管 管 中 流 速宜 取
,



2 .

I n O

/ 预涂 循 环 回 路 S


,

1 sm

s / 使 预 涂 工 况 下 粒径 较 大 的硅 藻 土 不 会 在 管 中 沉 积 管 道

,

系 统 内常 用 阀 门 宜采 用 优 质 蝶 阀
.3 3

平 衡水池 ( 兼预 涂水 池 ) 的 水 力 条件
,

由于 游 泳 池 循 环 水 系 统 可 以 不 考 虑 平 衡 水 池 进 出 水 流 量 差 而 造 成 水 泵 频 繁 启 动 问

题 设 计 平 衡水 池 (兼 预涂 池 ) 容 积在 满 足 预 涂要 求 下 一 般 根 据 使 用 情 况 取 3 一 平 衡 水 池 兼 作 为 预涂 水 池 在 功 能 上 有 一 定 搅 拌 要 求 根 据搅拌 的速度梯度公式 。
,

,

5耐




因为
)凌


_

(


V拜
.

式中 P

=

搅 拌功 率
,

,

V =

水 池体 积
,

,



为 水 的 动力 粘 度

,

设 计 中 利 用 预 涂 循 环 回水 进 人
,


池 中 的 动能在 变 化 不 大 条 件 夏 平 衡 水 池 的 容 积 取小 一 点 可 以 获 得 满 意 的搅 拌 效 果 实 际 工 程 运行 表 明 G
,

= 5 侧殆 一 `

左 右 有 利于 预涂 时 硅 藻 土 浆 液 混 合 及 防止 沉 积
, ,

游 泳 池 循 环 回 水 进 人 平 衡 水 池 是 由 于 两 池 水 位 差 形 成 自流 管 中 流 速 一 般 为
小 设计 中可 在 出
,

1

.

0

米 / 秒 左右 尽 管 循 环 过 滤 工 况 比 预 涂 工 况 的搅 拌 要 求 可 低 一 些 计算 下 来 回 水 动能仍 然 太


采用 渐缩弯管收 缩截面二分 之 一 增大 出
,


,



流速 ( 即增 大 出
,



动能

切口g

)

,

提 高搅 拌 G
,

值 使投 人 附加 助 滤 剂 不 易 沉 积 通 过实 际 工 程 运 行 比 较 发 现 同 样 搅


拌强 度 采 用 竖 向 搅 拌 的 效 果 要 优 于 水平 搅 拌
,

在 平 衡 水 池 的 池 深 设 计 中 要核算 在 预涂 循 环 到 过滤 循 环 过 程 的 阀 门 切 换 后 池 中 的

,

水 位 降深 值 应 保 证 水 泵 吸 水 口 的 淹 没深 度 >
1 4

,

0 .

7 m

,

防止 产生 气旋 带 人 空 气



附加 剂 投 加 箱 容 积 及 水 力 条 件

硅藻 土 助 滤 剂 作 为 附 加 剂 投 加 主 要 是 为 了 改 善在 过滤 过 程 中 形 成 的 滤 层 结 构 控 制

,

,

过 滤 水 头 损 失 增 长 用 于 游泳 池 水 质 过 滤 每 千 吨 水 总 用 量 为
一 个过 滤 周 期 内 采 用 孔
口 计 量 连 续投 人 平衡 水 池 中 ,
,



5 一

lo k g ,

配成

1%

浆液 在


,

因 此 附 加 助 滤 剂 投加 箱 容 积 可 按 游
,

泳 池 每 千 吨 水 容 积需 要
,

.0 5 一

1 刀n

13

推 求 由 于 水 箱 容 积 不 大 一 般形 状 正 规 一 点 较 好 为
, ,




了 防 止硅 藻 土 沉 积 要 求 有 一 定 的 搅 拌 条 件 简单 搅拌 设备 就 可 以 满 足 在 实 际 工 程 中采 用

微 型 水泵 循 环 浆液 搅 拌 或 鼓 气 泡 搅 拌都 获得 理 想 的 效 果
1 5

水 泵 选配
0 0 硅 藻 土 过 滤 周 期 内 进 出水 压 力 差 值 ( 即 硅 藻 土滤 层 水 头 损 失 值 ) 从 预涂 完 成 后 . 2 M
,

Pa

左 右 到 过 滤 周 期 结束 前 控制 在 O
,
,

.

1 5M P a

左 右 相 对压 力 差 变化 范 围 较大 一 般 水 泵 工 作 高
,
.

,



l 效 区 没 有 这 么 宽 所 以 选 泵 是 在 设 计 流 量 允许 变 化 范 围确 定 后 扬程 取 8 伪 n 水 柱 至 巧 乃n

水柱 之 间 ( 即

,

0. 0 8一 0 15M P a )

.

,

使 水 泵 工 作 的 高 效 区 在硅 藻 土 过 滤 的 压 力 差 变 化 范 围 内



4
.4 1

运 行操 作
预 涂操 作 过 程 预 涂 是 硅 藻 土 过 滤 器 进 人 一 个 新 的 工 作 周 期 第 一 阶段 操 作 是 在 关 闭 排 污
,
、 、

供水 反

冲 洗 平 衡 水 池 回 水 阀 门条 件 下 打 开 过 滤 器进 水
, ,

,

,

,

预 涂 循 环 阀 门及 水 泵 吸水 管 阀 门 ( 常 开
,

阀 ) 然 后进行 清 水 循 环 起 动 使 平 衡 水 池 水 体 搅 拌 起 来

再 根 据 使 用要 求 将 配 制 好 的硅

80


,










, ,

藻 土助滤 剂 约 2 0 g k 加水 配成 浆 液 一次 投 人 平 衡 水 池 中 大 约 经 过 2 0 分 钟 的循环 平 衡 水 池 清澈 见底 ( 浊 度
.4 2
,



) 0

,

即 预 涂 完成
,



游 泳 池 循 环水 过 滤 操作 过 程
预 涂 完成 后 应在 不 停 机工 况 下 将 阀 门从 预 涂 阶 段切 换 到 循 环 过滤 阶 段 操 作 顺 序是


先 打开平 衡水 池 回 水 阀 再 打 开 供 水 阀 关 闭 预 涂 循 环 阀 然 后启 动 硅藻 土 附加 助 滤 剂 投加
箱 的 搅拌 装置 调 节 好 投加 量 I ng瓜 一 般投 量 视 水 质 不 同而 不 同 约 为 5 一 I O
.4 3
, ,

,

,

.

硅藻 土 重 复 利 用 操 作 过 程
在硅 藻 土 过 滤器 进 出 水 压 力 差 达 到 控 制 值 O 1 5M
,
.

Pa

时 即 达到 过滤 终 点
,

,



根据硅 藻

土 重 复 利 用 的 研 究 成 果 11 在 过滤 时 间不 低 于 设计 调 试 确 定 工 作 时 间 的 8 0 % 加 助 滤 剂 累 计 用 量 不 超 过 预涂 用 量
, ,
.

及硅藻土 附
7

1 2

.

倍 情 况 下 可 在停 机 后


,

直 接重 复 上 面 预 涂 和 循 环

过 滤 操 作 过 程 进人 下 一新 过 滤 周期 工 作 一 般 视 水质 不 同

,

硅 藻土 可 重 复 利 用 5 一




左 右 后 再进 行 反 冲 洗 和 排 污 重 复 利 用 可 节 省 硅 藻 土 用 量 并 简 化操 作
4 4 .

反冲 洗 排 污操 作 过 程



在硅 藻 土 过 滤 终 点 到 达后 也 不 再重 复 利 用 的 情 况 下 即 可 在 停 机 后


,

,

,

关 闭循 环 过 滤
,

中 的 进水 供 水 阀 门 其 它 阀 门仍 保 持 循 环 过 滤 时 的 状 态 启 动 水 泵 打 开 反 冲 洗 阀 再 快

,

,

,

速 打开 排 污 阀 冲 洗 历 时 一 般 约 3 分 钟 左 右

,



5

运 行 中 的 两 个 问题 及 相 应 技 术 措 施
水 质 处 理 的深 度 根 据硅 藻 土 过 滤 技 术 研 究 成 果 1
,

5 1 .

及 实际 运行探索
比 :2 1

,

采用 宁波染料化工 厂 生产 的
,

DE


0 4

1 型 硅藻 土 助 滤 剂 与

该 厂 出 品 嵘 县精 土 按 重 量
, ,

混合 后
,

作 为 预 涂 和 附 加 助滤


剂 一 般 经 过 一 个 工 作 周 期 可 使 游泳 池 水 质 稳 定 地 达 到 国 标 要 求 D 4 1 是 较粗的 一种 E 0 0 混合 使 用 可 改 善 滤 硅藻 土 助 滤 剂 成 品 形 成 的 滤膜 不 易堵 塞 嵘 县 精 土 则 较 细 与 D 4 E1
,

层 结 构 提 高 过滤 精 度 两 者配 比 为 D E 4 0
, ,

,

,

:1

嗓县 精 土

一 :2 3


,

可 在 下 一 个循 环 过 滤 周 期 内


将游 泳 池 水 质 处 理 到 具 有 极 高透 明 度 适合 于 水 下 观 察 技 术 监督 腐 酸胶 体 为 主 质 点粒 经 小 于
,
,

摄 影 等要 求 的 标 准 有
,



些 水质 ( 主 要 是 地 表 水 源 供 游泳 池 使 用 ) 水 中细 小 有 机 胶 体 颗粒 较 多 一 般 以 腐 植 酸 中 黄
10 n

m

匀 t

,

很 难 被 常规 水 处 理 工 艺 去 除 这 类胶 体 物 质存 在是 水


,

中 残 余 浊 度 及 游 泳池 水 呈 微 绿 色 的 主 要 原 因

需 要 在 第一 步 过 滤 之 后 投 加 一 定 量 液 氯 氧

、 .

,

化一 段 时 间 氧 化 时 间 在 2 4 小 时 以上
,

,

使 这 类胶 体 有 足 够 时 间 衰变 分 解 凝 聚 或 微量 投
.

加 一 点 高 价 电 解 质 ( 硫 酸 铝 等 ) 投量 约 为 0

1 一

0 5 .

爬八 提 高过滤 效率

,

,

使第二步调 整 配

方 后 的 精 滤 能 达 到 预 定要 求
5 2 .



反 冲洗 技术 游 泳 池 水 中 杂 质 含 有 大量 人 体 表 面 汗腺 分 泌 物 如 尿 蛋 白 皮 屑 粉 尘 污 垢 等 叫
,
,

,

,

在硅
,

藻 土 重 复利 用 工 况 下 这 些 杂 质 在 过滤 器 中 被 截 留 累 积 使硅 藻 土 滤 层 粘 结 性 增 加 也 使
过 滤器 的 反冲 洗 难度 增 大 而 冲 洗 干 净是 保 证 过滤 器长 期 稳 定 工 作 的 必 要 条 件 所 以 在 冲


,



,

,

洗 方 法 上 除采 用 反冲洗 之 外 还 可 以 采 用 脉 冲 法 压 缩 空 气 萄助 冲 洗 法 等 技 术
,

,

,

,

.

所谓 脉 冲 法 就 是 在 反 冲 洗 过 程 中 将排 污 阀 快 速 关 闭 再 快 速 打 开 ; 反 复 启 闭

,

使 冲洗

游 泳池 采 用 硅藻 土 过 滤 循 环 水 系 统 的 设计及 运 行

1 8


水 流 处于 静 止 一 快 速 流 动 一 静止 一 … … 脉冲 运 动 以 此 达滤层 全 部被 冲洗 干 净 目 的 正 向 进 水脉 冲 法 是 在 反 冲 洗 中 打 开 进 水 阀 关 闭 反 冲 洗 阀 再 关 闭 排 污 阀
内 形 成一 个 压 缩 空 气 囊 然 后 再 快 速 打 开 排 污 阀 造 成 气水 棍合 脉 冲冲 洗 效 果
4 ~ 5
,


,

,

,

,

使过滤器
反复 进 行
,

,

,

,

次 即 可 将 滤 元 上 粘 结 滤 层 完全 冲 洗 干 净 压 缩 空 气 辅 助 冲 洗 是 将 压缩 空 气 与 反 冲 洗 水 一 起 混 合 冲 洗 空 气 泡 在 水 中 起 搅 拌 撞 击 作 用 冲 洗 效 果 非 常 好 但受 气 源 限 制 一 般 用 的 不 多
, , , ,
.

6

技 术 经 济分 析
游 泳 池 采 用 硅 藻 土 过 滤循 环 水 系 统 与 采 用 砂 滤 相 比较
, , , , ,

其基 本 建 设 投 资 在 工 艺 上 约


大 一 倍 但 硅 藻 土 过滤 器 体积 小 工艺 布 置 紧凑 土 建 投 资 省 从 一 般 游 泳 池 水 质 标 准 的 运 行 成 本 比 较 每 吨 水 采 用 硅藻 土 过 滤 要 比 砂 滤 处理 费 用 多 人 民 币
, , ,


0. 0 1 一
,

0 .

2 元 但是 从 0
,



,

高 品 质游 泳 池 水 处理 结 果 比较 采 用 硅 藻 土 过 滤 比 砂 滤 的 浊度 细 菌 病 毒 去 除 率 明 显高 得
多 U V 消 光 值 大 大 降 低 同 样 净化 每 吨 高 品 质 水 净 化 效 率 是 砂 滤 的 3 倍 以 上 而 综 合 运
,

行费 用 只 是 砂滤 的 三 分 之 二 至 二 分 之 一 因此 可 以 认 为 硅藻 土 过 滤 技 术 适 用 于 高 品 质 游
泳 池 的循 环 处 理 随 着 我 国 人 民 生 活 水平 的 提 高 人 们 接受
。 。

,

,

具 有 高 品 质 水 的 游 泳池 必 将越 来越 多 被

参 考文献
1
2

中法 合作 硅 藻 土 过滤技 术 研 究 报 告 同 济大学 环境工 程学 院
国 产 硅藻 土 助 滤 剂理 化性 能 的研 究
, ,

,

,

法 国 利 安水 务有 限 公 司

,

19

1 2 .

2

中国 给水 排水
,

,

1 9 4; 1 0 ’) (

3
4

9 9 4 硅藻 土 过滤 技 术 的研 究 中国 给水 排水 1

; 10 (

) 2
,

游泳池给水排 水设 计 探 讨 交流 论文

,

浙 江省 土 木建 筑学 会 给 排水 学 术 委员 会
19 7

19 8 8



5

腐植酸类 肥 料 的 刺 激作 用 化 学 通 报

,

,

;8 ( :6 ) 3 P

8一

.

2 4

T H E A P P L IC A T I O N

O F D ES IG N

A N D O P E R A T IO N

O F D ! A T O M A C E O U S EA R T H F! L T R A T IO N C ! R C U L A T IN G W A T E R S Y S T E M F O R S W IM M IN G P O O L
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硅藻土过滤设备在游泳池水循环净化中的应用_建筑/土木...应用赵昕 1、李云峰 2、蒋锋 3 1.中国建筑设计...的砂滤系统进行更新改造,经过考察比较,采用了南非的...
泳池专用硅藻土过滤机
系列硅藻土可逆式过滤机,游 泳池水处理设备为样本进行介绍 是目前游泳池循环过滤...根据用户的要求,还可为用户进行游泳池的设计,设备的安装,调试和人员培训等。 ...
泳池水处理中硅藻土过滤器的形式
根据硅藻土过滤器设备与循环水泵的连接方式及结构,游泳池用硅藻土过滤器主要分为以下三种: 郑州涌泉水处理设备有限公司 www.yqpool.com 泳池水处理中硅藻土过滤器的...
游泳池水处理中硅藻土与砂缸过滤处理工艺的比较
游泳池水处理中一些会所、 办公楼的泳池设计, 所的过滤设备均为 砂缸过滤。...是因为硅藻土过滤系统缺少备用的过滤 设备和循环水泵,我们涌泉认为这种观点比较片...
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