王新軍，蘇海龍，許博涵，張鳳娥，勇應(yīng)輝

（復(fù)旦大學(xué)，上海 200433）

1 我國城市生活垃圾處理處置現(xiàn)狀

目前我國每年產(chǎn)生的垃圾已達(dá)3.1億噸，世界銀行在2012年的報(bào)告中指出：中國的垃圾增加速度和垃圾總量已居世界第一。國內(nèi)的600多個(gè)中大型城市中，每年需清運(yùn)處理的生活垃圾達(dá)1.6億噸，城市人均垃圾日產(chǎn)生量已超過1公斤，并且以每年8%～10%的速度增長。另外還有1/3的城鎮(zhèn)也正遭受生活垃圾圍城的困境。如何避免“垃圾圍城”，妥善處置生活廢棄物已成為城市建設(shè)和管理的當(dāng)務(wù)之急。

我國對(duì)城市垃圾的傳統(tǒng)處理方法通常是以清運(yùn)填埋為主，但由于逐漸缺乏地質(zhì)與地理?xiàng)l件等適宜建設(shè)垃圾填埋場的地方，而且城市垃圾量的快速增加，又導(dǎo)致了垃圾填埋場的使用年限大幅縮短，許多城市已開始面臨垃圾無處可埋或者被自身的垃圾填埋場圍困、影響整體城市發(fā)展格局的窘境。在巨大的垃圾處理壓力下，我國正開展龐大的垃圾焚燒爐建設(shè)計(jì)劃。目前許多城市已采用將垃圾先行焚燒處理（回收熱電），再送最終處置的做法。但垃圾焚燒爐的建設(shè)不僅投資大，并對(duì)垃圾的成分有較高要求。由于當(dāng)前城市垃圾的高水分含量和成分復(fù)雜，焚燒造成的二次污染排放問題也逐漸凸顯。

另一方面，隨著我國城市垃圾的大量產(chǎn)生，廢品回收行業(yè)在城市中的發(fā)展也逐漸受到重視。但目前的廢品回收渠道缺乏管理，回收處理機(jī)制混亂，一些從事廢品回收業(yè)者基于逐利而不惜違法，例如對(duì)于廚馀垃圾的處理和回收機(jī)制缺乏良好設(shè)計(jì)，導(dǎo)致正規(guī)的回收業(yè)者必須和生產(chǎn)“地溝油”的地下作坊競爭；城市缺乏良好的垃圾收集系統(tǒng)和資源回收機(jī)制，廢品收集者四處搜翻“能賣好價(jià)錢”的廢品，導(dǎo)致垃圾清運(yùn)、分揀和處理的工作更加困難，后端業(yè)者也因此缺乏回收處理垃圾的經(jīng)濟(jì)誘因，最后混雜的垃圾只能填埋或一燒了之。面對(duì)這些情況，有效減量垃圾、妥善回收資源已經(jīng)刻不容緩。

2 城市社區(qū)垃圾處理的策略

本文嘗試從城市生活垃圾的丟棄源頭，提出在城市社區(qū)的垃圾減量、收集清運(yùn)和回收再利用方案。構(gòu)想一個(gè)虛擬的社區(qū)“Community X”，針對(duì)該社區(qū)進(jìn)行規(guī)劃；依據(jù)我國居住區(qū)標(biāo)準(zhǔn)GB50180-93的規(guī)模定義，這個(gè)社區(qū)擁有5000～8000的常住人口，以符合目前我國典型的社區(qū)規(guī)模，另外還包括1000～1500個(gè)流動(dòng)人員，代表商業(yè)（如店鋪）、辦公（如寫字樓）等非常住的人口規(guī)模（以一班/10小時(shí)，0.4日計(jì)）。

首先推估Community X合理的人均垃圾排放量。目前我國人均生活垃圾量約1公斤/日，但是大城市的人均生活垃圾排放量偏高，例如上海是1.25公斤/日，北京是1.1公斤/日，而我國香港的人均垃圾排放量高居全世界首位，達(dá)到了每人2.52公斤/日的高位排放，相對(duì)于其他先進(jìn)城市或地區(qū)（如日本東京0.96公斤/日，韓國首爾0.75公斤/日），在基數(shù)較大的情形下，我國城市的每日人均垃圾排放量顯然偏高。由于我國的人均垃圾排放量與其他國家地區(qū)的垃圾排放量具有明顯差異，因此本研究借鑒生活習(xí)慣相近的我國臺(tái)灣地區(qū)近年人均垃圾排放、垃圾減量及回收經(jīng)驗(yàn)（根據(jù)臺(tái)灣環(huán)保署統(tǒng)計(jì)，臺(tái)灣的人均垃圾排放量2000年為1.14公斤/人，到2011年已降到0.59公斤/人，11年平均降幅每年達(dá)到5%），根據(jù)臺(tái)灣城市在導(dǎo)入垃圾減量和資源回收制度后的人均排放變化，分析在Community X可行的垃圾減量和回收規(guī)模。以目前上海的人均垃圾排放量（1.25公斤/日），可作為Community X的排放高位基準(zhǔn)，而根據(jù)臺(tái)北市的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，在導(dǎo)入垃圾收集、清運(yùn)和回收制度方案之后，其垃圾的10年平均年減率為每年5%，資源回收占整體收集垃圾的比例則逐年提升，10年平均年增率達(dá)到4%（見圖1）。

圖1 臺(tái)北市垃圾量與資源回收率統(tǒng)計(jì)圖

因此對(duì)Community X的垃圾處理方案規(guī)劃的設(shè)定必須達(dá)到垃圾平均年減率為5%的目標(biāo)值，即5年內(nèi)人均垃圾排放減量25%，在8年內(nèi)達(dá)到人均垃圾排放量自1.25公斤減少到0.75公斤（60%）的目標(biāo)（目標(biāo)計(jì)算系根據(jù)中國臺(tái)灣地區(qū)自推行垃圾減量方案后的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，規(guī)劃在8年內(nèi)由1.25公斤的每人垃圾排放量減少到0.75公斤，減少40%；資源回收在5年內(nèi)達(dá)到占總體垃圾排放量的32%以上，并且在8年后達(dá)到占總體垃圾量的45%目標(biāo)，見表1。

表1 Community X的生活垃圾減量階段性目標(biāo)

按照上述對(duì)Community X設(shè)定的垃圾減量及回收目標(biāo)，參考近年來德國、日本、我國臺(tái)灣地區(qū)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)施計(jì)劃中，選定Community X首要達(dá)成減量再利用，再逐步減少不可進(jìn)行能物質(zhì)或能源回收的廢棄物比例，以避免垃圾填埋，最終實(shí)現(xiàn)垃圾零增長，并且能將廢棄物資源最大程度地循環(huán)回收和再利用。為達(dá)到此目標(biāo)，第一階段應(yīng)基本實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾分類收集和資源化處理，第二階段則是實(shí)現(xiàn)生活垃圾產(chǎn)生量零增長。各分階段的處理配比說明如表2。

表2 生活垃圾循環(huán)處理配比

3 規(guī)劃架構(gòu)

依據(jù)上述策略目標(biāo)，Community X規(guī)劃的社區(qū)垃圾處理方案將針對(duì)垃圾減量、再利用及能源和資源的回收四個(gè)方面，進(jìn)行垃圾總量管理、二級(jí)使用、二級(jí)分類回收、與資源循環(huán)再生的前置預(yù)處理等方案規(guī)劃，其整體的規(guī)劃架構(gòu)如圖2所示。

圖2 Community X 的垃圾處理體系架構(gòu)

4 規(guī)劃方案

在前述的規(guī)劃架構(gòu)下，進(jìn)行總體垃圾處理的方案設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)“軟件”和“硬件”的整合，以避免進(jìn)行無意義、高成本的垃圾處理設(shè)備投資。

4.1 基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃

基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃是建立Community X垃圾處理能力的核心階段，基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)置必須能夠涵蓋垃圾收集、分撿、回收及簡易的前處理，并且能配合前述的垃圾總量管理和廢棄物的再利用等任務(wù)需求。根據(jù)Community X的規(guī)模設(shè)定，對(duì)垃圾收集、分撿及預(yù)處理提出如下方案：

（1）垃圾收集設(shè)施

根據(jù)前述設(shè)定，Community X居民的生活垃圾日總產(chǎn)量在4500～7500公斤之間，流動(dòng)人員按照以一班/10小時(shí)產(chǎn)生的垃圾日產(chǎn)量在500～750公斤之間，亦即垃圾收集設(shè)施必須承擔(dān)起5000～8250公斤/日的垃圾量。若加上10%的調(diào)峰容量，Community X需要一套承載9000公斤/日的垃圾收集系統(tǒng)。目前國內(nèi)的社區(qū)長期依賴清潔員收集清運(yùn)社區(qū)垃圾，然而在瑞典Hammarby大型低碳社區(qū)（垃圾投放量約為16,000公斤/日）對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)方式相比，在社區(qū)內(nèi)建立自動(dòng)化的垃圾收集系統(tǒng)，在效率和可靠度上皆能有效提升。Hammarby采用了地下化的垃圾自動(dòng)收集系統(tǒng)，以真空管道將家戶的垃圾桶和集裝箱相連，透過氣動(dòng)原理直接由家戶將分類好的垃圾推送到收集站（見圖3）；結(jié)果顯示，在正常狀態(tài)（垃圾數(shù)量不多，113個(gè)投放點(diǎn)僅7個(gè)投滿，相當(dāng)于傳統(tǒng)收集14個(gè)垃圾集裝桶滿堆）用傳統(tǒng)方式清運(yùn)垃圾總計(jì)需要用155個(gè)人工時(shí)，而垃圾自動(dòng)收集系統(tǒng)用時(shí)僅需1.4小時(shí)。當(dāng)垃圾量多、處于垃圾投放高峰期時(shí)，垃圾自動(dòng)收集的優(yōu)勢更加明顯：即便每天收集2次（且投放點(diǎn)44個(gè)投滿），垃圾自動(dòng)收集也只用4～5小時(shí)，用傳統(tǒng)方式即便一天（總計(jì)139個(gè)垃圾集裝桶滿堆）只清理1次，累計(jì)工作時(shí)間也要1841小時(shí)，也就是說，如果按每人一天工作8小時(shí)計(jì)算，需要230人才能收集完成，而作業(yè)不及造成的滿堆效應(yīng)（丟棄者在滿堆時(shí)選擇在筒外棄置垃圾）會(huì)導(dǎo)致更長的處理耗時(shí)，使系統(tǒng)可靠性降低。

圖3 瑞典示范城（Hammarby）垃圾處理系統(tǒng)

根據(jù)規(guī)劃，垃圾自動(dòng)收集系統(tǒng)將負(fù)責(zé)同時(shí)做到垃圾的總量管理（自動(dòng)化的資訊服務(wù)平臺(tái)）和分類回收，成為Community X重要的資源循環(huán)基礎(chǔ)設(shè)施，并可連同污水處理系統(tǒng)的污泥收集管控、有機(jī)垃圾堆肥的沼氣池、一般垃圾通過小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)提供的集中供暖/制冷系統(tǒng)、被動(dòng)式節(jié)能建筑、太陽能熱收集等環(huán)保節(jié)能技術(shù)，形成完整的低碳生態(tài)循環(huán)。

（2）垃圾分撿設(shè)施

根據(jù)目標(biāo)策略規(guī)劃，Community X采用三種途徑進(jìn)行垃圾分選：手選、機(jī)械和綜合式自動(dòng)化分選。必須提供教育，要求居民丟棄垃圾時(shí)進(jìn)行垃圾分類再進(jìn)入收集系統(tǒng)，而社區(qū)必須建立垃圾分類收集間（站）和資源回收點(diǎn)等基礎(chǔ)設(shè)施，由回收業(yè)者承包經(jīng)營，協(xié)助進(jìn)行垃圾分類與回收工作。基于國內(nèi)的現(xiàn)實(shí)情況，Community X將仿效巴西庫里蒂巴的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，要求回收業(yè)者和拾荒群體合作，先采用手選，靠人的感官按原料的物理特性預(yù)分離、分類，將有用物質(zhì)撿出；或搭配使用機(jī)械設(shè)備，建立分揀流程線，利用重力選礦等方法分選密度不同的物質(zhì)，綜合手揀分選回收物料并進(jìn)行機(jī)械篩分、脫水、尾礦處理等方式，選取有用的物質(zhì)加以回收，最后再經(jīng)過一道人工分揀工序，完成綜合式分選。

（3）垃圾前處理設(shè)備

Community X為構(gòu)想的典型社區(qū)，該規(guī)劃設(shè)計(jì)并非去建立完整的垃圾廢棄物處理過程，而是根據(jù)典型社區(qū)的能力，在廢棄物的拋棄源頭作好前置處理，以利于和垃圾處理/廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的完整結(jié)合。在三大類的垃圾來源（有機(jī)/廚馀、可回收廢棄物、其他/一般垃圾）中，家庭廚馀需要進(jìn)行處理才能實(shí)施油水分離和就地堆肥；可回收垃圾必須進(jìn)行分類與清潔整理；一般垃圾也需要進(jìn)行水分脫除和體積壓縮，通過這些預(yù)先處理才能有利于后端的處理和資源回收。

因此，規(guī)劃中Community X的居住單位必須在廚房配置油水分離器和廚馀粉碎機(jī)：油水分離器可直接安裝在廚房洗手盆下，直接和排水口相連，藉此集中回收廚房剩余油脂；廚馀粉碎機(jī)體積不大，可讓粉碎廚馀通過專屬排污管道，進(jìn)入發(fā)酵堆肥設(shè)備，或排入污水管道。根據(jù)德國的沃邦社區(qū)示范研究，廚馀粉碎機(jī)將實(shí)現(xiàn)有機(jī)垃圾減量60%～70%。至于一般垃圾的分揀和水分脫除，則在設(shè)立的密閉式（可地埋）垃圾處理清潔站，采用垃圾壓縮機(jī)進(jìn)行垃圾壓縮減容，同時(shí)進(jìn)行水分處理，垃圾投入后，可儲(chǔ)存壓縮并自動(dòng)排出進(jìn)入清運(yùn)流程，減少社區(qū)環(huán)衛(wèi)工人的工作量和人員需求，同時(shí)垃圾經(jīng)過前述分揀，在垃圾箱內(nèi)壓縮密封后無法揀拾，使Community X周圍環(huán)境可得到良好保護(hù)，同時(shí)與公共部門/環(huán)衛(wèi)部門的垃圾清運(yùn)流程順利進(jìn)行接軌。

4.2 減量規(guī)劃

參考先進(jìn)國家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，Community X規(guī)劃應(yīng)建立一套完整的管理制度，通過垃圾處理費(fèi)征收等方式，逐步培養(yǎng)居民的減量丟棄和垃圾分類的習(xí)慣，通過對(duì)一般垃圾處理的計(jì)費(fèi)及累進(jìn)制度抑制垃圾量，同時(shí)讓居民自發(fā)性將一般垃圾轉(zhuǎn)為可回收的資源，藉此實(shí)現(xiàn)垃圾減量。在此過程中，發(fā)展分類及回收管理制度，通過制度來建構(gòu)垃圾管理系統(tǒng)，同時(shí)強(qiáng)化居民/用戶的撿選分類意識(shí)。在多個(gè)國家的試驗(yàn)表明：制度的規(guī)劃對(duì)于垃圾減量具有比硬件設(shè)備投資更顯著的效果。例如韓國在1995年實(shí)施垃圾費(fèi)隨袋征收后，第一年全國垃圾減量即達(dá)34%，資源回收量增加40%；日本、我國臺(tái)灣地區(qū)的實(shí)際推動(dòng)經(jīng)驗(yàn)及研究顯示若實(shí)施垃圾清除處理費(fèi)隨袋征收，將可有效減量垃圾35%～40%，兩年減少率更可達(dá)15%以上?？紤]到國內(nèi)的垃圾回收及減量意識(shí)的推廣較為緩慢，Community X應(yīng)靈活運(yùn)用制度，例如在第一階段（運(yùn)營兩年）先以硬件設(shè)備（如廚馀粉碎機(jī)）和一般垃圾（不可回收垃圾）處理的累進(jìn)收費(fèi)制度（包括采用自動(dòng)收集系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控），要求居民能將廚馀和一般垃圾各自減量15%，同時(shí)回收30%資源性垃圾（不計(jì)入一般垃圾的收費(fèi)制度），及資源化15%的有機(jī)垃圾（例如在社區(qū)花園堆肥）等策略，達(dá)成總體10%的垃圾減量、回收比重達(dá)到總體垃圾量18.5%的目標(biāo)。

4.3 回收體系規(guī)劃

妥善回收廢棄物中的資源，具有垃圾減量和資源循環(huán)利用的雙重意義，在Community X的垃圾處理規(guī)劃中，回收體系是依據(jù)社區(qū)垃圾的種類和預(yù)處理能力來進(jìn)行的。首先鼓勵(lì)居民在回收時(shí)進(jìn)行分選，培養(yǎng)居民定時(shí)、定點(diǎn)投放回收物品的習(xí)慣，通過垃圾收集系統(tǒng)的清運(yùn)負(fù)荷數(shù)據(jù)和區(qū)域分布情況，定期和居民溝通改善分類水平，并且依據(jù)居民投放廢棄物回收的需要，選擇適當(dāng)?shù)幕厥胀斗藕颓暹\(yùn)地點(diǎn)，由Community X的物業(yè)管理、回收業(yè)者及公共部門清運(yùn)單位共同合作運(yùn)營廢棄物的回收投放地點(diǎn)設(shè)施，應(yīng)用人工和處理技術(shù)在后端對(duì)垃圾再進(jìn)行回收分撿，將可回收資源、高經(jīng)濟(jì)價(jià)值廢品、不利垃圾焚燒的物質(zhì)揀選出來，再分別由回收業(yè)者和公共部門清運(yùn)，進(jìn)入回收產(chǎn)業(yè)鏈或填埋/焚燒廠進(jìn)行處理。

在Community X規(guī)劃的回收體系中，除了可回收的資源垃圾外，必須考慮有害廢棄物也將同樣通過回收體系，進(jìn)行專門處理。例如節(jié)能燈泡和廢電池如未能做好回收制度，存在高度風(fēng)險(xiǎn)（廢棄節(jié)能燈泡中含有劇毒汞蒸氣，一旦破裂流出將造成嚴(yán)重的土地與水體污染，因此必須嚴(yán)格回收，并在無破損情形下進(jìn)行專門處理）。參照德國的GRS制度，Community X規(guī)劃提出源頭負(fù)責(zé)模式，由Community X統(tǒng)一采購，在簽定采購合約時(shí)，約定供應(yīng)商必須盡到回收義務(wù)，并確認(rèn)具備回收處理的能力，在節(jié)能燈泡或廢電池廢棄時(shí)，由管理單位和Community X的回收體系負(fù)責(zé)落實(shí)收回，而收回的產(chǎn)品由供應(yīng)商進(jìn)行集中處理，使其盡到生產(chǎn)業(yè)者的責(zé)任。

4.4 資源再利用規(guī)劃

為落實(shí)從丟棄源頭進(jìn)行的廢棄物再利用，回收的物質(zhì)應(yīng)在家戶和社區(qū)的回收投放清運(yùn)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理，除了分揀之外，還包括例如洗滌與儲(chǔ)存等處置。從當(dāng)前北京、上海和廣州的分類小區(qū)試點(diǎn)結(jié)果得知，Community X不可回收的其他垃圾，總量將少于居民一般生活垃圾的25%，難以支持社區(qū)獨(dú)立的垃圾能源再生系統(tǒng)（如小型焚燒爐汽電聯(lián)產(chǎn)），因此可以規(guī)劃運(yùn)用如法國的能源控制和環(huán)境署（ADEME）提出的循環(huán)包裝技術(shù)（Cyclergie），以真空技術(shù)存貯包裝好的垃圾，以阻止垃圾發(fā)酵、發(fā)臭，甚至可以增加垃圾的熱值。如此可以臨時(shí)將一部分垃圾存貯起來，以解決等待廢品轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間、因垃圾壓縮機(jī)出現(xiàn)問題或垃圾停運(yùn)，或者因特定節(jié)日而產(chǎn)生的垃圾高峰時(shí)期的處理能力問題。

另一方面，Community X的垃圾除了轉(zhuǎn)交清運(yùn)和回收，也應(yīng)規(guī)劃在社區(qū)當(dāng)?shù)氐脑倮梅绞健Ｔ诓蛷N垃圾方面，居民分撿出來的濕垃圾以及廚房的廚馀通過油水分離器和廚馀粉碎機(jī)進(jìn)入管道后，統(tǒng)一由Community X物業(yè)管理收集。一部分在公共花園里堆肥，或在大樓采用特定設(shè)施堆肥，把垃圾轉(zhuǎn)變成園藝和農(nóng)業(yè)的肥料，規(guī)劃方案中也可在特定大樓或區(qū)域安裝1500～4500立方米的沼氣反應(yīng)器，以制造熱能和發(fā)電；另一部分廚馀則送往特約的養(yǎng)殖場；而油水分離器取得的泔水/廢油脂賣給生物燃料工廠，作為生物燃料的基底，從而避免進(jìn)入黑市循環(huán)成為泔水油或地溝油。Community X的管理單位可以折扣購買加工制成的生物柴油（Biodiesel）或合成燃?xì)猓⊿yngas）供應(yīng)社區(qū)居民，例如以較低價(jià)格供應(yīng)Community X的加油站，讓居民得以持證（如門禁卡）購買加油。這些泔水的收購和轉(zhuǎn)運(yùn)由代表Community X居民的物業(yè)管理單位進(jìn)行，讓餐廚垃圾的循環(huán)加工產(chǎn)業(yè)鏈納入正規(guī)化管理。對(duì)于不可回收的垃圾再利用，可依據(jù)Community X的需求規(guī)模（約3.6噸/日），和垃圾衍生燃料（RDF-5）制作的相關(guān)廠商，建立燃料制造中心，而由Community X與其簽約，固定提供可供制作燃料的可燃垃圾（經(jīng)過分揀的一般垃圾），交換或以優(yōu)惠價(jià)格取得制成的RDF-5燃料運(yùn)送到社區(qū)內(nèi)的應(yīng)用場所（如游泳池供暖鍋爐），藉此建立低碳、穩(wěn)定、成本較為低廉的分布式能源架構(gòu)，減少對(duì)電網(wǎng)傳輸和集中式電廠的依賴。

5 結(jié)論

作為城市追求低碳排放與可持續(xù)發(fā)展的縮影，Community X規(guī)劃建立其垃圾處理方案，必須具有因地制宜、適應(yīng)性和需求彈性等特質(zhì)，從規(guī)劃減量機(jī)制、回收機(jī)制和小規(guī)模循環(huán)再利用機(jī)制做起、分階段進(jìn)行垃圾的總體處理規(guī)劃。目前在區(qū)域和地方的總體發(fā)展規(guī)劃中，將垃圾納入與居民社區(qū)共生循環(huán)的基礎(chǔ)架構(gòu)，形成分布式的處理架構(gòu)。本文設(shè)想的Community X的垃圾處理和再利用規(guī)劃方案，結(jié)合了現(xiàn)今城市生活垃圾處理技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略，未來可成為國內(nèi)其他的低碳項(xiàng)目樣板，通過對(duì)城市生活垃圾進(jìn)行減量、無害化、資源化處理，達(dá)到產(chǎn)業(yè)化和連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，是系統(tǒng)性的制度管理和多種技術(shù)并用的結(jié)果。相較于其他的可再生能源，廢棄物處理清潔、低碳、能源基礎(chǔ)架構(gòu)穩(wěn)定，技術(shù)成熟可行，成本相對(duì)低廉，是在中國現(xiàn)階段發(fā)展低碳城市方案所必須具備的特性。然而，目前國內(nèi)對(duì)于結(jié)合社區(qū)規(guī)劃與廢棄物回收處理體系的認(rèn)識(shí)仍然嚴(yán)重不足，尚待進(jìn)一步的研究與探討。

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