大型工业化高浓度有机废弃物厌氧制沼气技术及装备研发项目可行性研究报告.docx
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大型工业化高浓度有机废弃物厌氧制沼气技术及装备研发项目可行性研究报告
大型工业化高浓度有机废弃物厌氧制沼气技术及装备研发
可行性研究报告
一、项目综述……………………………………………………………1
1、项目简介…………………………………………………………….1
2、技术引进的必要性和意义………………………………………….4
3、技术依托及国家和地方产业政策情况……………………………6
4、以废制沼技术国内外现状………………………………………8
二、发展趋势及市场预测分析…………………………………………10
1、市政污泥的处置……………………………………………………10
2、规模化养殖厂粪便处理…………………………………………12
3、城市餐橱垃圾的处理………………………………………………13
4、秸杆发酵……………………………………………………………15
5、市场预测……………………………………………………………16
三、实施方案及进度安排………………………………………………16
1、目前进展及下一步工作…………………………………………16
2、各阶段的目标、任务………………………………………………16
四、项目实施的基础条件及环境条件…………………………………17
1、技术方面……………………………………………………………17
2、现有工作基础………………………………………………………18
五、项目概算及经费来源………………………………………………18
1、项目投资概算………………………………………………………18
2、资金来源及筹措方案………………………………………………19
六、财务分析……………………………………………………………19
七、项目承担人情况……………………………………………………20
1、项目主要承担单位与工作任务……………………………………20
2、项目辅助单位与工作任务…………………………………………21
八、关于知识产权收益情况的说明……………………………………22
九、综合评价……………………………………………………………22
一、项目综述
1、项目简介
**************工程有限公司（以下简称“*****公司”）成立于2006年10月，是依托*****有限公司成立的专业从事有机废弃物厌氧制沼的热、电、肥联产绿色能源环保技术（以下简称“以废制沼技术”）的高新技术企业。
独家成功引进了*****有限公司的以废制沼核心技术。
对此项技术在国内享有独占权。
1.1*****有限公司及其厌氧技术
*****有限公司成立于1958年，位于*****南部的*****州的坦豪森，目前拥有150名工程专业技术人员。
*****有限公司将世界领先的*****制罐技术和世界领先的以废制沼技术完美地结合在一起，是世界上公认的在有机废弃物厌氧处理产生沼气领域,领导世界导向专业企业。
*****有限公司在以废制沼技术的专业领域具有三十六年丰富的工程经验，拥有多个技术发明专利，获得多项德国政府的奖项。
实现了厌氧消化产沼气的高效、安全、稳定，技术水平世界领先。
*****有限公司仅1995年到2006年在世界各地以总包方式承建的大、中型有机废弃物厌氧制沼气项目有700多个，主要分布于德国、法国、日本、奥地利、瑞士、意大利、荷兰、美国、加拿大、俄罗斯、捷克、匈牙利、乌克兰秘鲁等不同经济发展水平（决定不同的废弃物成分）、不同气候（有严寒地区）、不同地质状况的众多国家；发酵原料有：
城市污泥、牛粪、猪粪、鸡粪、厨余垃圾、泔水、青稞植物、粮食以及两种或多种混合废弃物；其技术水平和工程质量在国际上拥有非常高的声誉。
1.2*****有机废弃物厌氧制沼的热、电、肥联产技术简介
*****有限公司的以废制沼技术是该公司主营业务的核心技术，拥有多个技术发明专利。
技术特点如下：
1.2.1简单实用的预处理系统：
实现自动化的投加、安全的密封、简单的格栅和破碎，避免了繁重的人工操作、保持了清洁的生产环境。
图1－1德国*****有限公司的奖励证书
图1－2预处理系统实例照片图1－3组合式厌氧消化罐示意图
图1－4组合式厌氧消化系统示意图
1.2.2优秀独特*****厌氧罐技术
国内现有厌氧发酵反应器大致有采用钢筋混凝土、碳钢、搪瓷钢罐等几种结构形式。
采用*****罐作为厌氧反应罐，无论是在经济上、使用寿命上、还是在美观上都具有其它结构形式无法比拟的优势。
图1－5*****建造技术
1.2.3科学有效的发酵系统：
有机废弃物在发酵罐内发酵，会遇到罐内的温度不均匀、气候变化引起的有机废弃物在发酵罐内的发酵温度变化、厌氧微生物和营养物质不能充分接触等问题，将会影响消化和产气量，甚至不能产气。
另外，有机废弃物厌氧消化中会出现砂子淤积和浮渣困扰的问题——池底砂子的淤积将导致厌氧池的有效消化容积逐渐减少，最后不得不定期停产来清淤，甚至是整个系统瘫痪、报废。
*****有限公司的以废制沼技术彻底解决了以上隐患，使系统运行稳定、高效、经济。
*****有限公司近年来700余个同类实际工程多年的稳定运行表明，该发酵系统科学、运行效率高、使用寿命长。
是国际上公认的在该领域领导行业导向的专业企业。
2、技术引进的必要性和意义
*****有限公司的以废制沼技术主要应用领域是：
城市污水处理厂的污泥处理、养殖场粪便处理、餐橱垃圾的处理、秸杆发酵处理处理等生物制沼气。
为减少污染，改善生态、生活环境，引进以废制沼技术对以上废弃物进行有效处理是非常必要的，现分述如下：
2.1城市污水厂污泥处置的必要性
据不完全统计，我国城市污水排放量已达1.337亿吨天。
到2004年底，污水处理厂已达708家，年污水处理量162.8亿吨，污水处理率接近45.7％。
污水经过处理后，其体积的0.5％～1％将转化为固态的凝聚体沉降下来，形成所谓的污泥。
污泥的成分很复杂，是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体，除含有大量的水分外（高达80%以上），还含有难降解的有机物、重金属和盐类，以及病原微生物和寄生虫卵等。
污泥中有机质含量较高（通常超过60％），因此，在污水处理厂刚刚兴起的80年代，污泥都作为肥料，施用于农田。
随着经济的发展，污水厂数量的增加，污泥产量和质量都发生了变化，到今天，污泥已经从可直接利用的资源，变成了必须得到恰当处理的污染源；从注重资源化利用转变成重稳定化、无害化处理；从可出售的肥料变成了需要付费处理的废物。
目前大多城市污水厂的污泥处理的主要方法是卫生填埋，由于污泥的物理特性——含水率很高，这样的污泥进入垃圾填埋厂不仅给填埋场管理带来很大困难（如占地大、滑坡、堵塞渗滤液管道等），而且污泥产生的气味给垃圾填埋厂周围的环境带来了很大的影响，因此垃圾填埋厂很难接受大量污泥。
随着城市化的推进，污水处理规模将逐渐增加，城市污水厂的污泥去处问题日益突出。
2.2养殖场粪便处置的必要性
近年来，随着中国经济的迅速发展和人民生活水平的提高，中国政府十分重视关系到人民的切身利益的农副产品的发展，制定了庞大的菜篮子工程，我国成为世界上畜产品的生产大国。
畜禽养殖业朝着集约化、大型化和现代化的方向发展。
禽流感疫情和饲料原料价格的大幅上涨，加速了企业的优胜劣汰，加快向规模化、集团化方向发展。
禽畜的粪尿及冲洗污水，除含有大量有机质外，还含有一定数量的病菌和虫卵，不适合直接农用，畜牧业的规模化生产使得禽畜粪的污染问题更加突出。
根据国家环保总局2001年开展的23个省畜禽养殖污染调查的数据显示，1999年我国畜禽粪便产生量大约为19亿吨，而我国各工业行业年产生的工业固体废物为7.8亿吨，畜禽粪便产生量是工业固体废弃物的2.4倍。
“十一五”农村产业结构调整的重点是增加畜牧业比重，进一步促进畜牧业规模化生产。
2010年牛约23783万头；猪99894万头；商品鸡843575万只。
而且，畜禽粪便COD排放已达7118万吨，远远超过工业废水和生活废水COD排放量之和。
可见，禽畜粪便的治理将解决重大的农业面源污染问题，极大地改善城乡结合区域的环境质量，促进养殖业的可持续发展。
2.3以废制沼的意义
人类的文明进步和社会生产力的发展使得人类对能源的需求越来越大，而严峻的能源形势日益成为全世界关注的焦点。
地球上亿万年积累的化石能源（石油、天然气、煤等）是有限的，仅能支撑300年的大规模开采就将面临枯竭。
未雨绸缪，利用现代科技发展生物能源，是解决未来能源问题的一条重要出路。
开发“绿色能源”已成为当今世界上发达国家开源节流、化害为利和保护环境的重要手段。
西方发达国家在开发“绿色能源”方面取得了良好成绩，其中有些国家通过实施“绿色能源”政策，在相当大程度上缓解了本国能源不足的矛盾，而且显著改善了环境。
此外，沼气中主要是气态的甲烷和二氧化碳，对温室效应而言，甲烷气体是C02的22倍。
所以，在处理污泥、禽畜粪便、餐橱垃圾等废弃物的同时，采集、利用含甲烷达60％左右的沼气，除具有一定的经济效益外，对减轻温室效应具有重大意义。
综上所述，利用周围的污泥和禽畜粪便、餐橱垃圾等废弃物，引进一套安全成熟的、世界领先的以废制沼工艺技术，不但能够迅速改变当前城市污水厂污泥和禽畜粪便、餐橱垃圾处理的困境，极大地改善城市及城乡结合区域的生态环境（——社会主义新农村建设）。
同时将在污泥和禽畜粪便、餐橱垃圾规模化处理、可再生能源技术的规模化和产业化发展等方面起到重要的示范效应，带动全社会同行业的发展前进，具有深远而显著的社会效益、环境效益和经济效益。
3、技术依托及国家和地方产业政策情况
*****有限公司的以废制沼技术主要应用于城市污水处理厂的污泥处置、养殖场粪便处置、生物制沼气，已有三十余年的经验，技术成熟。
属该领域世界领先水平，属于符合国家产业导向的绿色能源环保技术。
近年来，我国正在逐步建立健全可再生能源和废弃物污染防治方面的立法，并颁布了相应的《法规》和《管理办法》。
3.1禽畜粪便方面
随着经济的发展和人民生活水平的提高，为丰富城镇“菜篮子”，全国各大中城市和主要产区相继实施了一批“菜篮子”工程。
“菜篮子”工程的实施，促进了我国的禽畜饲养业向着规模化、集约化方向发展。
规模化禽畜粪便，日积月累地在各大城市周围形成了庞大的污染源。
大量禽畜粪便的随意排放，不仅严重的污染了周围的环境，也威胁着规模化禽畜饲养业自身的持续、健康发展。
由于粪便的随意排放，导致了地下水污染，最终影响禽畜饮用水和冲洗水，这种污染的恶性循环给禽畜业的发展造成了严重的危害。
2001年，国家环保总局颁布了《畜禽养殖污染防治管理办法》，《畜禽养殖业污染物排放标准》，《畜禽养殖业污染防治技术规范》，对该类污染源制定了一系列管理政策和办法。
2001年颁布的《畜禽养殖污染防治管理办法》明确指出，“畜禽养殖污染防治实行综合利用优先，资源化，无害化，减量化的原则”。
3.2市政污泥方面
市政污泥的处置方法有：
填埋、焚烧、土地利用以及综和利用。
从发达国家走过道路看，污泥处理的成本逐渐提高，简单弃置绝对禁止；填埋的标准逐年提高，而且填埋空间有限，污泥与生活垃圾混合填埋还会给填埋场带来诸如渗滤液收集管堵塞、填埋机械塌陷等一系列问题；特别是当今世界面临着能源枯竭的威胁，充分利用可再生资源已成为全球的共识，从污泥中回收能源越来越受到到重视。
欧洲国家废水中污泥以及污泥中有机质含量较高，6～7吨废水中的污泥厌氧消化可产生1kwh的电能，可满足污水厂用电量的80％；中国废水中的污泥以及污泥中有机质的含量较低，14～20吨废水中的污泥厌氧消化可产生1kwh的电能，可满足污水厂用电量的40～50％。
从废水污泥中回收能源大有可为，因此，污泥厌氧处理必将成为中国未来污泥处置的重要组成部分。
3.3生物制沼气方面
我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视，己连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展了生物质能利用技术的研究与开发，如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等，取得了多项优秀成果。
2005年2月28日，第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过了《可再生能源法》，2006年1月1日起实施，并于2006年陆续出台了相应的配套措施。
这表明我国政府已在法律上明确了可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位，并在政策上给予了巨大优惠支持。
沼气的规模化生产（包括以废制沼）和供热发电在德国已经是非
常成熟的工程化技术，并且实现了商业化。
沼气里面作为能源的主要是甲烷，甲烷含量60%左右，将普通的沼气净化后提纯成98%的甲烷，再压缩，或进入管道，或罐装，可替代液化天然气；可以作为汽车燃料。
能产生很好的经济效益。
沼气发电在发达国家是普遍采用的模式。
进入2006年，我国也相继出台了一系列鼓励和支持生物质能利用的政策和办法，《可再生能源发展规划》提出的2010年生物质利用水平将在2005年的基础上翻一番。
4、以废制沼技术国内外现状
4.1国内厌氧消化技术的发展
2001年，国家环保总局颁布了《畜禽养殖污染防治管理办法》，《畜禽养殖业污染物排放标准》，《畜禽养殖业污染防治技术规范》，对该类污染源制定了一系列管理政策和办法。
2001年颁布的《畜禽养殖污染防治管理办法》明确指出，“畜禽养殖污染防治实行综合利用优先，资源化，无害化，减量化的原则”。
国家科委、农业部从“六五”初期开始便投入专项经费，设立攻关课题，成立专门科研机构并联合有关科研院所进行有针对性的科技攻关。
为配合国家“六五”、“七五”和“八五”科技攻关研究，已建有少量的试验工程。
由于我国在规模化有机废弃物（污泥、养殖厂粪便、餐橱垃圾、秸杆等）的厌氧发酵制沼技术上还处于起步阶段，技术还不成熟，技术应用到工程上没有经验，所以在产气效率、系统稳定性、系统使用寿命上处于较低水平。
目前为止，在国内用于有机废弃物（污泥、养殖厂粪便、餐橱垃圾、秸杆等）高浓度厌氧发酵领域，还没有一个大型的热、电、肥联产的成功实例。
4.2国外厌氧消化技术的发展
以前我国在禽畜养殖场粪便处理上主要原则是减量化、资源化、无害化、生态化。
禽畜粪便中大量的有机物最终转化为有机肥料，少量以粪尿污水形式存在的有机物通过厌氧消化过程转变为沼气，并不强调在养殖场粪便处理过程中能源化的要求。
在国外，沼气工程作为生物质能利用的一个方面受到很大的重视，能源化成为有机废弃物处理的一个重要方面。
厌氧发酵的原料非常广泛，从最初的城市污水厂污泥、城市垃圾、禽畜粪便、到谷类的秸秆、棕榈油、甘蔗渣、甚至粮食，都被用来作为厌氧发酵的原料。
近年来，德国联邦可再生能源联合会大力在农村推广沼气能源。
他们号召农民不要只把庄稼用于生产粮食还可以用于生产能源。
由于有不菲的政府补贴，不少德国农民都乐意把庄稼用于生产沼气。
沼气设备使用的原料是植物产生的废料，所以可以回田，成为农田肥料。
德国越来越多的农民认识到了这一可再生能源的经济效益，黑麦等粮食农作物在抽穗之前就要收割作为原料送入沼气池。
沼气工程作为一种清洁能源的生产技术受到越来越多的重视和关注。
在城市污水厂污泥的处置方面，欧盟垃圾填埋导则（TheEuropeanLandfillDirective）要求各成员国逐步削减运送到垃圾填埋场的城市污泥的有机物含量。
从2001年开始的8-15年内，生物可降解的城市废物的有机质含量由目前的35%削减到5%。
生物可降解的城市废物的定义也从城市污水厂污泥扩展到厨余垃圾、园林垃圾、废纸等。
最近10-15年，在此背景下，有机废弃物厌氧消化的技术取得快速发展。
*****有限公司的有机废弃物厌氧发酵热、电、肥联产绿色能源环保技术目前在发达国家广泛应用，技术成熟，特别是在市政污泥、禽畜场粪便、餐橱垃圾、以及混合物料的厌氧发酵方面。
优点主要在于反应器容积负荷高、反应器体积小、产气效率高，运行稳定，系统使用寿命长，有非常好的建设运行经验。
由于效益的原因，发达国家大型沼气工程基本都采用热、电、肥联产的工艺。
二、发展趋势及市场预测分析
1、国内该技术的主要应用市场之一是市政污泥的处置。
污泥处置首先满足稳定化、无害化，其次才是减量化与资源化。
污泥处理、处置的走向在很大程度上取决于各国政府有关的法律、法规和污染控制状况；同时也与国家的大小和农业发展情况有关。
一些国家，如美国、英国污泥绿、农地利用的比例呈增加的趋势。
一些国家，如德国、法国、丹麦等，污泥绿、农地利用标准（如合成有机物和重金属含量）日益严格，污泥绿、农地利用的比例呈减少趋势。
日本由于土地资源较为匮乏，同时污泥绿、农地利用标准也相当的严格，所以焚烧在日本的比例较大。
污泥填埋并不能最终避免环境污染，只是延缓了环境污染产生的时间，西方国家的立法都要求填埋行为要满足更为严格的环境标准，这使得过去仅仅反映直接建设投资及运行成本的填埋处置方式的投资及运营费用大幅度增加，因此，利用填埋方式处置污泥有逐渐减少的趋势。
如美国在许多地区已经开始禁止污泥土地填埋。
安全、完备的污泥干化与焚烧无疑是污泥稳定化、减量化最彻底的方式，同时可实现资源化利用。
由于高额的建设与运行成本，即便在发达国家这种处理方式所占比例仍然较低。
对于我国目前的经济发展水平，大多数地区都难以承受污泥干化、焚烧的处置费用，因此，我国污泥处置仍将以土地利用为主，有条件的地区尝试进行综合利用。
而土地利用必须采用污泥厌氧处理技术。
全国目前设市城市660多个，建制镇1.6万多个，人口约2.7亿人。
自90年代以来，我国的国民生产总值连续以8～11％的高速率的增长，预计新世纪的头20年内我国经济增长将保持在6～9％的高、中速率稳定发展。
污水量增加考虑上述因素按5%的速率考虑。
到2010年增加污水量300亿m3。
考虑现状污水量、污水增量和建制镇污水量，到2010年污水排放总量为1050亿m3a。
根据《国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》的要求，到2010年城市污水处理率要达到50%，则需增加500亿m3年（1.4亿m3天）的处理规模。
达到50%的污水处理率，如果采用*****有机废弃物厌氧技术处理污泥，按静态投资（考虑配套管网）处理每立方米污水所对应的污泥的投资为200-300元，建成污水厂中即使有10％的厂采用该技术，则投资在30-40亿元，其中土建部分只占10％左右，其余都为通用设备、专有设备和自控仪表。
如此巨大的投资和市场份额，这对我国城市污泥处理成套技术的发展是巨大的机遇。
因此，该技术将对我国城市化的建设、城市水污染的控制起到非常重要的作用,将有广泛的市场前景。
国际上，欧盟在污泥处理政策方面，主要是引导各国从综合利用和资源化的角度去处理污泥，限制填埋。
在2010年前，要求各国在填埋时由目前35％的有机物含量，降到5％。
可见采用污泥厌氧发酵工业化制气的处理技术，不仅遵循了国家的技术政策，满足符合关于污泥处理的指导思想，同时也与国际污泥处理趋势同步。
无论从发达国家走过道路看，还是目前我国对污泥处置的起步中，都可以看出从废水污泥中回收能源大有可为，因此，污泥厌氧处理必将成为中国未来污泥处置的重要组成部分，*****污泥厌氧技术必定大有可为。
我国一个国家级卫生城市，在其市领导及发改委、城建局等部门多方考察后，认为：
*****有限公司的有机废弃物厌氧发酵热、电、肥联产技术太适合中国国情了，随即决定将日处理400吨污泥项目经过国际招标后交付*****有限公司承接，预计今年年底竣工，该项目运行后，必将在市政污泥厌氧处理领域形成示范效应，随即而来的是市场机遇。
2、主要应用市场之二是：
规模化养殖厂粪便处理
根据国家环保总局2001年开展的23个省畜禽养殖污染调查的数据显示，1999年我国畜禽粪便产生量大约为19亿吨。
2010年牛约23,783万头；猪99,894万头；商品鸡843,575万只。
畜禽粪便COD排放已达7118万吨，远远超过工业废水和生活废水COD排放量之和。
据统计，目前我国规模化以上养殖厂有8000余家，而且其产生的粪便95%以上未得到妥善处理。
因此，该技术在规模化养殖厂粪便处理市场领域前景非常广阔、市场潜力非常巨大。
附：
河南一生猪存栏量50000头的养猪厂利用猪粪热、电、肥联产绿色能源项目经济指标
一）、基本数据
1、生猪存栏量50000头，每天可以产生约300吨粪便。
二）用*****有限公司热、电、肥联产的先进技术和工艺可产生绿色能源：
直接厌氧发酵：
每天可以产生约8000立方沼气，每年可以产生约290万立方沼气。
如果用于发电：
每天可以发电约20000度，每年可以产生约720万度。
三）、收入：
1）卖电：
如果用于发电，按电价约0.65元度计,每年电费收入约468万元人民币。
如果不发电，直接卖沼气，按约1元立方计，每年沼气收入约280万元人民币。
2）卖CO2减排指标：
每年可以产生约3.93万吨甲烷,每吨可以卖约7.63万美金,每年可收入约30万美金。
3）有机肥：
（1）每天产生约40吨含水70%的有机肥，每年产生约14400吨有机肥，每吨按约100元计，此项每年可收入约144万元。
如果用秸秆粉碎后在沼液中浸泡，效果更好，会取得更好的效益。
以上三项收入合计为：
（1）发电的情况下852万元。
（2）不发电的情况下664万元。
四）、占地面积：
6000平方米。
五）、绿色能源项目运行费用：
（1）每年用电约30万度，约计19.5万元。
（2）本项目运行过程中产生的余热足够本项目运行使用，作为保险系数，未计收入。
（3）人工2人，按人均年工资约1.2万元计，每年约2.4万元。
六）、项目投资：
（1）约3000万元人民币（带有发电装置）
（2）约2200万元人民币（不带发电装置）
七）、投资回收期为
（1）发电的情况下3.6年。
（2）不发电的情况下3.42年。
另外，热、电、肥联产绿色能源项目产生的沼气、电可以直接供养殖厂使用。
3、主要应用市场之三是：
城市餐橱垃圾的处理
据统计，我国中等城市的餐橱垃圾每天可以达到上百吨，很少得到妥善处理，大部分用做养殖饲料，产生大量的垃圾猪等等。
全国目前有城市660余个，因而全国的餐橱垃圾处理市场潜力非常大。
目前我国一城市日处理200吨餐橱垃圾的项目正在洽谈中。
承接后，势必形成国家对餐橱垃圾的处理模式，形成示范效应，无疑会给我们带来巨大的商机。
附：
日处理200吨餐厨垃圾及综合利用项目基础数据
基本数据：
处理量200吨天
含固量：
15%（由于餐厨垃圾中油脂含量较高，所以采用固含量的表示形式）；
杂质含量：
5%；
油脂含量：
2.5-3%；
分拣杂质后固含量：
13%；
NaCl：
0.4-0.6%；
实际发酵物料量：
杂质量=200*5%=10吨天
分离油脂量=200*3%=6吨天
剩余物料=200-10-6=184吨天
假设待发酵物料含固量为8%，采用加水稀释的方法，有：
实际发酵物料量=184*13%8%=299吨
稀释水添加量=299-184=115吨（实际生产中由于原料来源仍然有偏差，因此，稀释水的添加量要根据实际调整，但目的是调整到含固量8%）
总池容计算：
假设发酵周期10天，发酵罐填充率85%，有：
总池容=299*1085%=3517.6立方米，取3600立方米，按4罐计算，单罐容积900立方米。
产气量估算：
估算数据：
CCOD：
1.2kgkg干物质（分拣杂质后），气体转化率：
0.7标准立方米kgCCOD，可生物降解率60%，有。
总CCOD：
=299*8%*1000*1.2=28704kg
理论气体产生量=28704*0.7*60%=120
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