CN114656092A - 一种焦化废水零排放分盐处理***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦化废水零排放分盐处理***，其至少包括能够对焦化废水进行除硬过滤的预处理单元(1)和对完成预处理的焦化废水进行减水浓缩的浓缩单元(2)，分离单元(3)通过设置流线形流道框架和以纳滤膜缠绕流道框架形成流道壁的方式构建出纳滤分离单元(32)，所述纳滤分离单元(32)的流道内按照能够改变焦化废水的流速和液压的方式设置有分流模块(321)；结晶单元(4)能够对所述分离单元(3)分离产生的过滤液和截留液采用不同的蒸发结晶工序进行处理以获取成分不同的结晶盐。此外，本发明还涉及一种焦化废水零排放分盐处理方法。

Description

一种焦化废水零排放分盐处理***及方法

技术领域

本发明涉及焦化废水处理装置技术领域，尤其涉及一种焦化废水零排放分盐处理***及方法。

背景技术

工业产业的发展对水环境造成了严重污染。传统焦化废水的处理工艺中，焦化废水的深度处理一般使用反渗透膜浓缩处理工艺进行净化处理，但是现有的反渗透膜存在进水条件要求高、浓缩倍数有限、回收率低、浓缩液量大、加药量高、***运行不稳定和浓缩液处理成本高等缺陷，并且焦化废水中焦油类物质会给现有的反渗透膜***带来不可逆转的污堵，从而导致反渗透膜***容易发生瘫痪。

公开号为CN110877946A的专利文献公开了一种焦化废水的处理方法和处理***。焦化废水的处理方法包括对焦化废水进行预处理和树脂深度软化处理；将树脂深度软化出水流入宽通道中的抗污染反渗透膜***中进行浓缩处理；将浓缩处理获得的浓缩液进行蒸发结晶。该方法仅能够在除硬过滤上进行一定程度的优化，但是无法针对利用焦化废水生产二次工业原料的需求对浓缩后的焦化废水进行成分分离，尤其是蒸发结晶仍然存在能源耗费大的缺陷。

目前的蒸发结晶***每次只能处理单一的焦化废水成分，不能实现多种焦化废水成分的同步处理，尤其是在处理流程中杂质过滤不彻底、成分分离不彻底以及蒸发结晶过程热量逸散严重而造成现有的蒸发结晶效率低，导致焦化废水的处理及时性较差，并且***的投资费用高、能源消耗量大。因此需要一种能够提高焦化废水处理能力并能够对装置逸散热量进行二次利用的焦化废水零排放分盐处理***。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但因篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明的技术方案提供的是一种焦化废水零排放分盐处理***，其至少包括能够对焦化废水进行除硬过滤的预处理单元和对完成预处理的焦化废水进行减水浓缩的浓缩单元，浓缩单元，其能够以渗透分离的方式完成焦化废水的浓缩，并且将其浓缩后的焦化废水输送至分离单元进行成分分离处理；分离单元，其通过设置流线形流道框架和以纳滤膜缠绕流道框架形成流道壁的方式构建出纳滤分离单元，所述纳滤分离单元的流道内按照能够改变焦化废水的流速和液压的方式设置有分流模块；结晶单元，其能够对所述分离单元分离产生的过滤液和截留液采用不同的蒸发结晶工序进行蒸发结晶处理以获取成分不同的结晶盐；预热单元，其能够通过吸收所述结晶单元在结晶过程中逸散的热量生产蒸汽，并利用在循环回路中定向运动的蒸汽对输入所述结晶单元的过滤液和截留液分别进行预加热处理。其优势在于，本申请通过预处理单元的设置，能够有效地去除焦化废水中的各类杂质，消除杂质对后续的膜浓缩处理和蒸发结晶操作的不良影响，从而保证了最后蒸发产出的结晶盐具有较好的品质，满足了对工业盐的纯净度的需求，尽可能降低了生成的废结晶盐的量，减少了对废结晶盐进行二次回溶结晶的需求和成本耗费，从而有效地实现焦化废水的零排放。本申请设置的渗透浓缩结构具有耐COD、耐高硬度、不易造成污堵和浓缩倍率高等特点，使得浓缩单元保持正常稳定运行的同时也大大减少了浓缩液的产生量。本申请通过设置具有分流模块的纳滤分离单元，使得纳滤分离单元构建出的流道能够使得焦化废水以流动状态不断变化的方式流过分离组件，大大提高了焦化废水在脱盐处理过程中盐分的分离和提取效率，并且将分离出的不同液体输送至不同的结晶单元中进行液体蒸发结晶处理，使得结晶单元分别产出成分单一且纯度高的氯化钠结晶盐和硫酸钠结晶盐。最后，本申请在结晶单元上设置有能够对流入结晶单元的过滤液和截留液进行预加热的预热单元，并且预热单元是通过捕获结晶单元工作时逸散的热量来进行加热的，因而实现了装置内部逸散的热量的二次循环利用，降低了热量逸散造成的能源损失。

根据一种优选的实施方式，所述浓缩单元至少包括以反渗透的方式从过滤后的焦化废水中获得高盐浓水的渗透子单元和能够驱动从焦化废水中分离出的淡水进行定向流动的输送子单元输送子单元。其优势在于，相对于现有技术中的反渗透浓缩***，本申请设置的反渗透浓缩结构具有耐冲击负荷强、耐污堵能力强和使用寿命长等优点，尤其是与渗透子单元同步构建的输送子单元能够为从焦化废水中分离出来的淡水提供一个定向运动的驱动力，加速焦化废水中的淡水分离效率，促进焦化废水浓水的形成。

根据一种优选的实施方式，所述渗透子单元是以反渗透膜缠卷在外层套管上的方式进行构建的，其中，外层套管以共轴线的方式设置为多层管腔结构，并且任意外层套管的管壁均为反渗透膜，使得流入最外层的外层套管的焦化废水按照至少穿过一层反渗透膜的方式进入到与所述输送子单元连通的中心管中；所述渗透子单元的输出端与催化氧化子***相连接，所述催化氧化子***能够对浓水进行净化处理。其优势在于，所述催化氧化子***能够对从渗透子单元中输出的浓液进行催化氧化处理，降解浓缩液中的COD，较好地去除了有机污染物，避免了浓缩液回用时产生的二次污染。

根据一种优选的实施方式，所述输送子单元的进液端与所述中心管的出口端相连接，所述输送子单元的出液端与所述中心管的入口端相连接，所述输送子单元按照其驱动的液流能够带动穿过反渗透膜而进入中心管的淡水快速流动，从而加速反渗透膜的渗透速率。

根据一种优选的实施方式，所述预处理单元按照能够对焦化废水进行过滤和缓冲分流的方式在其过滤腔体的轴向上交错布设多个滤流模块，所述滤流模块是以其板面与所述过滤腔体的轴线呈一定倾斜夹角的方式交错布设在过滤腔体的腔壁上，使得流入过滤腔体的焦化废水能够按照依次流经多个有序排列的滤流模块的方式完成杂质过滤。其优势在于，过滤装置的多个滤流模块能够按照杂质的大小和重量等对杂质进行多级别的连续过滤，从而尽可能地去除焦化废水中的杂质，避免杂质阻碍纳滤膜对成分的分离和降低最终蒸发结晶生成的盐结晶的纯净度。

根据一种优选的实施方式，所述滤流模块上间隔开设有多个能够容纳焦化废水中的可沉淀杂质的沉淀阶梯槽，其中，所述沉淀阶梯槽按照其能够对沿滤流模块的倾斜板面发生定向流动的焦化废水进行拦截的方式进行布设，并且所述沉淀阶梯槽的槽体截面形状和槽体积随焦化废水流动方向逐级改变，使得其能够以逐级沉降的方式完成多尺寸可沉淀杂质的收集。其优势在于，沉淀阶梯槽的设置能够使得焦化废水从滤流板的板面流过时，由于板面开设的与水流流动方向交错的槽体阻止水流平稳且直接地流过滤流板，在水流经过槽体时，焦化废水水流中的可沉淀杂质能够逐渐从水流中下沉而沉淀在滤流板的表面，并在水流的带动下，逐渐往下游移动而落入沉降阶梯槽中，因此水流继续向下游运动的同时可沉淀杂质能够被沉降阶梯槽拦截并堆积在槽体中，从而实现可沉淀杂质与焦化废水的分离。

根据一种优选的实施方式，相邻的两个所述分流模块之间的混流段以流道宽度变窄的趋势进行设置，在流道内的焦化废水基于所述分流模块的流线形轮廓发生至少一次分流和混流的情况下，液流的运动状态随流道区段结构的改变而发生改变，进而焦化废水液流按照其能够充分与流道壁接触并且进行多次支流混合而加速特定成分透过流道壁的方式完成焦化废水成分的分离。根据一种优选的实施方式，所述分流模块的下游设置有与其连通且呈流线形的至少两个子流道，其中，所述子流道是按照能够加大相同流量下液流与流道壁之间的接触面积的方式进行设置的。

根据一种优选的实施方式，所述结晶单元至少包括能够分别对过滤液进行二效蒸发结晶的第一结晶单元和对截留液进行三效蒸发结晶的第二结晶单元。本申请还提供一种焦化废水零排放分盐处理方法，至少包括以下步骤：

通过预处理过滤的方式完成焦化废水中杂质的过滤；

对完成杂质过滤的焦化废水进行水的减量化处理；

进行焦化废水中的硫酸钠浓水和氯化钠浓水的分离；

利用提盐蒸发结晶装置分别对分离出的硫酸钠浓水和氯化钠浓水进行蒸发结晶处理；

将蒸发结晶后的剩余母液放入混盐结晶装置进行混盐生产，将得到的混盐进行回溶并且重新输送至循环式纳滤装置中继续进行分盐处理。

附图说明

图1是本发明所提出的一种优选的焦化废水零排放分盐处理***的结构示意图；

图2是本发明所提出的一种优选的焦化废水零排放分盐处理***的滤流模块的侧面示意图；

图3是本发明所提出的一种优选的焦化废水零排放分盐处理***的滤流模块的平面示意图；

图4是本发明所提出的一种优选的焦化废水零排放分盐处理***的分离单元的结构示意图。

附图标记列表

1：预处理单元；2：浓缩单元；3：分离单元；4：结晶单元；5：预热单元；6：盐腿；11：过滤腔体；12：进液管；13：出液管；111：滤流模块；112：沉淀阶梯槽；113：拦截模块；114：开孔；115：吸附单元；116：隔离层；21：渗透子单元；22：输送子单元；23：催化氧化子***；31：外套管；32：纳滤分离单元；33：支撑结构；321：分流模块；322：子流道；323：微流道；41：第一结晶单元；42：第二结晶单元；43：液流支路；431：第一液流支路；432：第二液流支路；51：预加热盘管；52：乏加热盘管；53：冷凝单元；54：蒸发单元；541：第一加热单元；542：第二汽化单元。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

焦化废水具有成分复杂的特点。其是在煤干馏及煤气冷却过程中产生的残余焦化废水，焦化废水中的水分占液体总量的一半以上。焦化废水含有高浓度的氨氮、酚类、氰化物、硫化物以及有机物等污染物。焦化废水还含有除尘洗涤水、含酚氰冷却水、蒸汽冷凝水和地坪冲洗、化验以及循环水***排污水等。焦化废水的水质因工艺流程和生产操作方式不同而存在差异，一般焦化厂经脱酚、蒸氨、生化和回用处理后的浓盐水具有含盐量高、COD含量高且基本均为难生化降解的有机物以及氟离子含量也很高的特点。

随着焦化废水资源化的要求越来越高，针对焦化废水的水质特点，目前广泛应用的工艺为分盐工艺，通常采用分盐纳滤膜将焦化废水分为一价氯化钠和二价硫酸钠，分盐后的浓水分别进行浓缩，浓缩后的高浓盐水进行进一步蒸发结晶处理。整体工艺为预处理+膜集成浓缩+高浓盐水资源化。

实施例1

本申请提供一种焦化废水零排放分盐处理***，其至少包括预处理单元1、浓缩单元2、分离单元3、结晶单元4和预热单元5。

根据一种具体的实施方式，预处理单元1接收焦化废水并对焦化废水进行除硬和过滤处理，在完成预处理后，焦化废水直接输送至浓缩单元2进行浓缩处理。浓缩单元2以汲取水分的方式完成焦化废水的浓缩，并且将其浓缩后的焦化废水输送至分离单元3进行成分分离处理。分离单元3通过设置流线形流道框架并且以纳滤膜缠绕流道框架形成流道壁的方式构建出纳滤分离单元32，纳滤分离单元32的流道内按照能够改变焦化废水的流速和液压的方式设置有分流模块321。结晶单元4采用不同的蒸发结晶工序对分离单元3分离产生的过滤液和截留液分别进行蒸发结晶处理以获取成分不同的结晶盐。在分离单元3中分离后的过滤液和截留液从液流支路43中分别流向结晶单元4的第一结晶单元41和第二结晶单元42时，预热单元5通过吸收结晶单元4在结晶过程中逸散的热量生产蒸汽，并且利用在循环回路中定向运动的蒸汽对流经结晶单元4的液流支路43中的过滤液和截留液进行预加热处理。

预处理单元1的过滤腔体11的轴向上端面连通有能够向过滤腔体1内注入待处理焦化废水的进液管12。过滤腔体11的轴向下端连接有出液管13。出液管13连通有能够对预处理后的焦化废水进行浓缩的浓缩单元2。优选地，过滤腔体11的内部通过不同的过滤结构将其腔室分隔为至少三个相连通的过滤区。进一步优选地，三个相互连通且有序排列的过滤区分别为缓流段、过滤段和输出段。缓流段能够对从过滤腔体11顶端流入的焦化废水进行粗过滤和缓冲分流处理，使得焦化废水能够均匀且分散地流入过滤段。优选地，缓流段按照沿其腔室的轴线间隔排布的方式在其内腔的两个相对的侧壁上交错设置有滤流模块111。滤流模块111倾斜连接在腔壁上，并且滤流模块111能够选择性地从腔室中拔出，从而将拦截有一定量的杂质的滤流模块111从腔室内取出进行沉淀杂质的去除。优选地，相邻两个滤流模块111的板体面积总和大于过滤腔体11横截面的面积。

如图2和3所示，滤流模块111按照能够对可沉淀杂质进行沉淀分离的方式在其板面上开设有多级递进式的沉淀阶梯槽112。优选地，滤流模块111被沉淀阶梯槽112分隔开的多个条形板面上还间隔布设有能够对絮状杂物进行拦截的拦截模块113。进一步优选地，拦截模块113包括垂直支撑在滤流模块111的板面上的拦截网和设置在拦截网远离滤流模块111的一侧的拦截柱。优选地，多个拦截模块113与沉淀阶梯槽112交替布设，从而在滤流模块111上形成阶梯式的多重杂质拦截结构，进而在提高对未沉淀杂质进行拦截的效率的同时还能够提升单个滤流模块111的杂质可拦截总量，一定程度上提高了滤流模块111的粗过滤的性能，从而满足大体量的工业焦化废水处理对装置长时间可持续使用的需求。沉淀阶梯槽112的设置能够使得焦化废水从滤流模块111的板面流过时，由于板面上开设的沉淀阶梯槽112阻止了水流以平稳且直接的状态流过滤流模块111，水流经过沉淀阶梯槽112的槽体时焦化废水水流中的可沉淀杂质能够逐渐从水流中下沉而沉淀在滤流模块111的表面，并且可沉淀杂质落入沉降阶梯槽112中，因此在水流继续向下游运动的同时，可沉淀杂质被沉降阶梯槽112所拦截并堆积在槽体中，从而实现可沉淀杂质与焦化废水的分离。优选地，多个沿水流方向间隔布设的用于拦截和容纳可沉降杂质的沉降阶梯槽112能够以分级过滤的方式逐步地完成不同体积和质量的杂质的过滤。尤其是与沉淀阶梯槽112配合设置的拦截模块113能够通过将其拦截网的网孔尺寸逐级减小的方式使得焦化废水中杂质能够以多重过滤的方式完成有效的分离。

优选地，单个滤流模块111上的沉淀阶梯槽112的槽体截面积沿水流流动方向逐级减小，使得位于上游位置的沉淀阶梯槽112能够从杂质较多的水流中过滤出较多的可沉淀杂质，并且实现杂质的有效容纳。优选地，将同一滤流模块111的下游区域的沉淀阶梯槽112设置为较小横截面积，使得水流流经该位置时，减小槽体对水流的影响，即在水流流入该槽体时，焦化废水冲击碰撞槽壁而使得水流的流动力被抵消，减小了水流的流速，使得水流能够以相对缓慢的速度流过该区域，使得被水流带动前行而未在上游沉淀和/或被拦截的杂质能够在相对平缓的水流中分离和沉淀，从而沉淀在下游的沉淀阶梯槽112中。

优选地，沉淀阶梯槽112的槽体的横截面积可以设置为弧形，且弧形弧度能够根据沉淀阶梯槽112在滤流模块111上的位置不同进行调节，使得位于水流上流区域的沉淀阶梯槽112的槽体截面弧形弧度大于下游区域的槽体截面弧度，从而上游槽体能够容纳更多的体积较大的可沉淀杂质。优选地，沉降阶梯槽112按照其弧心轴位于槽体内或槽体外的方式选择性地进行开设。例如，位于水流上游区域的沉淀阶梯槽112按照其弧心轴A位于槽腔上方的方式进行开设，且其槽腔构成的曲面弧度较小，使得该位置的沉淀阶梯槽112未对水流的流速产生较大的影响，水流在重力作用下，以相对较快的速度经过上游区域，使得上游区域的沉淀阶梯槽112不会对水流产生较大阻力，该区域的沉淀阶梯槽112主要是为体积较大的可沉淀杂质提供容纳空间；位于水流下游区域的沉淀阶梯槽112按照弧心轴B位于槽腔内的方式进行开设，并且下游区域的沉淀阶梯槽112按照其的开槽截面弧形与滤流模块111的板体呈一定倾斜夹角的方式进行开设，使得受水流带动冲入沉淀阶梯槽112的杂质能够有效地被弧形槽所拦截，并且抵消杂质携带的动能，使得杂质被弧形槽体所捕获。

优选地，多个沉淀阶梯槽112通过将其曲面弧度沿水流方向逐渐增大的方式进行横向设置，使得位于同一滤流模块上且属于水流下游区域的沉淀阶梯槽112能够以较大的曲面弧度槽壁来抵御水流的动力，有效地减缓了水流的流速，从而将水流携带的细微和低重量杂质能够沉淀在下游区域的沉淀阶梯槽112中，进而获取纯净度更高的焦化废水。

优选地，在滤流模块111板面上设置的拦截模块113能够与沉淀阶梯槽112相互配合地对焦化废水水流中的杂质进行分离。具体地，拦截模块113能够对未沉淀的絮状物等漂浮态杂质进行拦截，从而进一步提高焦化废水的纯净度。优选地，拦截模块113是与多条沉淀阶梯槽112相互组合进行设置的，即，每条沉淀阶梯槽112的下游位置均设置有一个拦截模块113，即，两个相邻沉淀阶梯槽112之间的滤流模块111的板面上支撑有一个拦截模块113。优选地，拦截模块113的拦截网能够对未沉淀于其上游的沉淀阶梯槽112中的漂浮杂物进行拦截。随着杂物逐渐堆积造成拦截模块113的透水效率逐渐降低而导致其上游水位逐渐上升，拦截模块113在拦截网上还连接有能够对水流中漂浮的大体积的絮状杂质进行拦截的拦截柱。优选地，拦截柱在拦截网的上边缘间隔布设，从而当水位达到一定高度时，拦截模块113通过仅拦截部分大体积絮状物的方式提高水流的通行效率。优选地，上游区域的拦截模块113未过滤的水流杂质通过下游区域的拦截模块113进行二次或多次过滤，从而逐步提高焦化废水的纯净度。优选地，同一滤流模块111上的拦截模块113根据其所处位置不同而逐级减小其拦截网的网孔间隙大小，从而以逐级过滤的方式实现对不同尺寸杂质的过滤。优选地，拦截模块113的拦截网除了能够拦截无法在沉淀阶梯槽112中实现沉淀的漂浮态杂质外，还能够根据杂质尺寸对被水流携带前行的可沉淀杂质进行拦截，从而进一步实现对沉淀阶梯槽112遗漏掉的杂质的拦截。

优选地，过滤腔体11的缓流段沿其腔室轴线交错间隔布设的滤流模块111是以滤流模块111板体倾斜导流的方式可拆卸地固定在过滤腔体11的缓流段的腔壁上，在上一级的滤流模块111上完成过滤处理的焦化废水从板体上脱离后能够恰好落在下一级滤流模块111上，从而在下一级滤流模块111上完成二次滤流处理。优选地，多个滤流模块111根据其使用周期、过滤量等情况进行人工拆卸，从而对其拦截的杂质进行清理。优选地，过滤腔体11的腔壁上开设有多个能够***并固定滤流模块111的开孔114。开孔114能够方便取出安装至腔室内的滤流模块111。

优选地，过滤腔体11的缓流段下游还设置有过滤段。优选地，过滤腔体11的过滤段内设置有能够进一步对焦化废水中存在细微杂物进行吸附去除的吸附单元115。优选地，吸附单元115可以选用炼焦之后产生的细焦粉，从而经过预处理过滤后的焦化废水通过缓慢浸润吸附单元115并从过滤段的轴向下端排出的方式完成焦化废水中细微杂物的去除。优选地，炼焦之后产生的细焦粉由于其中的水分和挥发性有机物已经经过高温热解而排出，使得细焦粉内部形成了大面积的多孔结构，因而具有极强的吸附能力，如果能够用这些细焦粉来吸附净化焦化废水，将极大地提高焦化废水处理效率。优选地，过滤段的轴向下端设置有能够支撑吸附单元115的隔离层116。隔离层116能够限定吸附单元115的位置，并保证完成杂质吸附后的焦化废水能够穿过隔离层116流向输出段。优选地，隔离层116可以采用多层细密的纱网制成的过滤网，其能够使得焦化废水流过隔离层116，但是由细焦粉构成的吸附单元115不会落入过滤腔体11的输出段中。

优选地，吸附单元115可以通过隔板分隔成两个吸附子模块，从而通过转动吸附单元115的方式改变位于滤流模块111的轴向下方的吸附子模块，从而方便工作人员对吸附单元115进行更换，在不间断工作的情况下保证吸附单元115的持续吸附能力。过滤腔体11的输出段能够对过滤后的焦化废水进行汇聚并从出液管13流入能够对焦化废水进行浓缩的浓缩单元2。

浓缩单元2包括以反渗透的方式从过滤后的焦化废水中获得高盐浓水的渗透子单元21和能够驱动从焦化废水中分离出的淡水进行定向流动的输送子单元22。渗透子单元21是以反渗透膜缠卷在外层套管上的方式进行构建的。外层套管以共轴线的方式设置为多层管腔结构，并且任意外层套管的管壁均为反渗透膜，使得流入最外层的外层套管的焦化废水按照至少穿过一层反渗透膜的方式进入到与输送子单元22连通的中心管中。渗透子单元21的外层套管的输出端与催化氧化子***23相连接，催化氧化子***23能够对浓水进行净化处理。优选地，相互套设的多个外层套管是在管状框架结构的基础上缠卷反渗透膜而制成的。外层套管的内部还穿设有能够收集渗透分离出淡水进行收集的中心管。优选地，中心管中定向流动有能够带动淡水进行定向流动的输送液体，方便穿过反渗透膜的淡水能够快速的被带走，从而促进反渗透膜的渗透效率。优选地，渗透子单元21即是位于中心管径向外侧的多层级的外层套管。操作人员能够根据使用需求控制焦化废水流入不同层级的外层套管，使得焦化废水能够经不同层数的渗透分离后过滤出淡水。优选地，输送子单元22的进液端与中心管的出口端相连接，输送子单元22的出液端与中心管的入口端相连接，输送子单元22按照其驱动的液流能够带动穿过反渗透膜而进入中心管的淡水快速流动，从而加速反渗透膜的渗透速率。使用时，增大外层套管内的压力，外层套管内的焦化废水所受压力超过渗透压而使得焦化废水中的淡水成分穿过反渗透膜进入内圈的中心管中，从而完成焦化废水中的浓水成分和淡水成分的分离。

工业化生产焦炭过程中，往往会产生大量的焦化废水，焦化废水中普遍含有大量的氨、氰化物、硫氰酸盐、酚类和其他有机物，其大体表现为具有复合毒性效应、污染物浓度高、内含能高、可降解性差以及成分复杂等特点，为了满足化工行业的“零排放”要求，一般需要采用预处理、生物处理和深度处理的耦合工艺对焦化废水进行处理，其中，对焦化废水进行脱盐处理是焦化废水处理过程中必不可少的环节。虽然现有的焦化废水的处理工艺能够对整个焦化废水的处理过程中的各环节的污染物的产出量进行有效控制，但是最终的结晶盐的形成机制尚不明确，现有技术中的结晶盐的成分相对混杂，无法直接生产出纯度满足工业盐需求的结晶盐，因此，本申请针对现有技术的缺陷，欲对焦化废水去除焦油、污泥等固相物质后的氯化钠和硫酸钠混合的工业盐溶液进行成分分离处理，从而能够将混合状态的工业盐溶液中的氯化钠和硫酸钠进行快速且充分的分离，并且在利用不同的蒸发结晶工艺对不同成分的盐溶液进行蒸发结晶处理后直接输出达到工业盐的纯度标准的结晶盐产物。

优选地，浓缩单元2的下游还连接有能够将过滤、浓缩后的焦化废水进行成分分离的分离单元3。如图4所示，分离单元3包括外套管31和纳滤分离单元32。外套管31通过支撑结构33在管腔内沿其轴线方向悬置有能够对焦化废水进行分离的纳滤分离单元32。具体地，焦化废水中部分可透过纳滤膜的特定成分按照穿过纳滤分离单元32流道壁的方式进入到外套管31与纳滤分离单元32之间的管腔通道中，剩余无法从纳滤分离单元32滤出的焦化废水则沿纳滤分离单元32形成的液流通道定向流动，从而通过给外套管31的输出端与纳滤分离单元32的输出端连接不同的结晶单元4的方式完成焦化废水成分的分离。优选地，焦化废水的液流中的可以透过纳滤膜的特定成分为氯化钠盐溶液，而保留在流道内的液体为硫酸钠盐溶液。

现有技术通常将焦化废水预处理后的成分混合的工业盐溶液输入一个负压环境的腔室中，使得焦化废水中的氯化钠按照其在负压条件下穿过纳滤膜的方式析出，从而实现混合盐溶液中的氯化钠溶液和硫酸钠溶液的分离。但是，现有技术无法保证氯化钠溶液和硫酸钠溶液的分离效果，其分离后的硫酸钠溶液中仍然存在有大量的氯化钠，导致硫酸钠溶液生成的结晶盐纯度无法达到成品工业盐的纯度需求。本申请针对现有氯化钠溶液和硫酸钠溶液的分离装置的缺陷，将分离单元3进行改进，通过控制焦化废水在流道中的流动状态完成氯化钠的分离，尤其是通过改变焦化废水在液流通道的不同区域的流速、液压和流量，使得焦化废水能够充分地与构成纳滤分离单元32的流道壁的纳滤膜接触，促进焦化废水中的氯化钠能够有效地透过纳滤膜而与硫酸钠溶液发生分离。

优选地，纳滤分离单元32的流道呈流线形。纳滤分离单元32的流道内布设有至少一个能够对流道内的液流进行分流和二次混合的分流模块321。具体地，分流模块321是设置于纳滤分离单元32的流道中的分流岛。分流模块321能够将纳滤分离单元32的流道分隔成两个子流道322，使得液流能够被分流模块321的前端分割成两个分别流向不同的子流道322的子液流。进一步优选地，流入子流道322的子液流能够在流出子流道322后在分流模块321的末端汇合，从而相互汇合的两个子液流能够产生相对冲击力，使得子液流中的成分发生二次混合。优选地，纳滤分离单元32的流道是按照其内部腔室的纵向截面呈波浪式起伏的方式进行设置的，即，流道的内部腔室的横向截面积是按照先逐渐增大后又逐渐减小的方式进行变化的。内部腔室的横向截面积较大的区域内设置有能够按照与流道的流道壁相配合的方式构建出两个子流道322的分流模块321。分流模块321可以设置为能够与内部流道腔室相配合的梭形结构，使得流道的横截面积较大的区段能够被分流模块321分隔成两个并联的子流道322。优选地，两个子流道322的首段相互连通；两个子流道322的尾端也相互连通。在浓缩单元2中的液流进入流道时，液流是一股混合态的液体，在经过分流模块321的区段时，液流被分割成两股混合态的子液流，子液流沿子流道322定向流动。当子液流从子流道322中流出时，两个子液流在两个子流道322相互连通的末端进行汇合。优选地，子流道322能够改变液流中氯化钠成分的分布情况，使得液流中的氯化钠成分能够在液流的分流/汇合过程中进行重分布，提高了氯化钠成分与流道壁接触的概率，使得氯化钠成分能够更加有效地从液流中分离出来。优选地，两个子流道322的总流通量是大于流道混流区段的流通量的，使得子流道322内的液流在分流过程加速液流成分分子的运动的同时降低子液流整体的流动速度，从而子液流中的氯化钠成分在保持持续运动的情况下与流道壁发生充分接触，进而加速氯化钠成分透过流道壁，最终实现了液流的成分分离。优选地，混流区段是指流道中未被分流模块321分隔成两个子流道的区段。针对子液流中还存在的部分活跃度较低并且处于液流内部的氯化钠成分，通过两个子液流的二次汇合，使得残余的氯化钠成分在两个子液流的二次汇合过程中获得动能，提高了残余的氯化钠成分在液流中的活跃度，使得残余的氯化钠成分能够加快穿过流道壁，从而实现了液流的成分分离。

优选地，分流模块321呈流线形，其能够将流道中的液流在分流模块321的流线起始段进行分流，使得分开后的两部分液流能够沿两个子流道322流动，从而形成分液流。在流线的终结末端位置处分开的流道按照流线形贯通，使得两个子流道322内的分液流汇聚、混合形成第一个混合液流。在液流混合的过程中，整体流道变窄，液流的液压增高，有利于增大液流的微正压。此外，在液流混合的过程中，由于液流所受压力和流速的变化，导致液流中可透过流道壁的焦化废水成分能够在焦化废水液流发生混合、冲击以及受压的情况下，加速特定成分从焦化废水中分离而透过纳滤分离单元32的流道壁进入到外套管31与纳滤分离单元32之间的管腔通道中。优选地，在焦化废水液流被分流进入子流道322的情况下，液流与纳滤分离单元32的流道壁接触面积增大，并重新搅动了焦化废水中特定成分的混合状态，使得焦化废水中的特定成分能够更好地透过子流道322区域的流道壁而完成渗出式的成分分离。优选地，在子流道322末端进行两条分流状态的液流混合的情况下，可以加速液流的对冲融合，消除由于滤透后导致的液流内成分不均匀的缺陷，从而方便后续结构进行液流的成分分离。优选地，子流道322液流的汇合还可能会产生涡流，从而能够将液流内部的较高浓度可滤透成分更好地转移至液流的表面，从而加速穿过与液流表面接触的流道壁。

优选地，纳滤分离单元32是通过在流道成形结构网上布设能够对氯化钠和硫酸钠成分进行分离的纳滤膜的方式进行构建的。进一步优选地，纳滤分离单元32的具体流道形状可以根据需求进行调整，结构网可以采用能够具有较高抗侵蚀能力的柔性材质制造。优选地，纳滤分离单元32的流道壁即是能够对氯化钠和硫酸钠成分进行分离的纳滤膜，其中，纳滤膜可以附于流道成形结构网的内壁侧，使得结构网不会对流道内液流的流动产生影响。优选地，纳滤膜可以透过的过滤液为氯化钠液体，而被纳滤膜截留的液体为硫酸钠液体。

优选地，在呈流线形的纳滤分离单元32中间隔设置有多个分流模块321的情况下，混流流道的轮廓与分流模块321相适应并且在两个分流模块321之间的混流段以流道宽度变窄的趋势设置。优选地，已完成第一次分流后的混合液流再次遇到第二个分流模块时，第一混合液流再次发生分开和聚拢，从而生成第二混合液流。优选地，流道的液体出口设置为有利于液体聚拢的流线形聚合通道，即，液体出口设置在分流模块321的末端。此时，子流道322内的液流发生汇聚，液压增高，形成的微液压较大，更有利于氯化钠液体穿过混流段的流道壁。优选地，多个流线形流道可以互相导通设置，使气流可以任意分流和聚拢。

优选地，分流模块321的本体内还开设有至少一条能够与子流道322连通的微流道323。优选地，微流道323的开槽方向与液流在子流道322中的流动一致，并且微流道323的流道口按照贯穿分流模块321的表面而与子流道322连通的方式进行设置，使得微流道323能够对子流道中的子液流进行二重分流。优选地，分流模块321内的微流道323也可以选择性地进行汇流和分流。优选地，微流道323将子流道322的起始端区域与终结端区域进行导通。由于微流道323能够对流入子流道322中的子液流进行部分引流，使得子流道322内流经微流道323的进液流道口位置前后的子液流的液压发生改变，从而进一步提高子液流中氯化钠成分的活跃度，促使氯化钠成分加速运动，使得氯化钠成分能够更好、更快地与流道壁发生接触，从而氯化钠成分穿过流道壁的效率得到提升。优选地，微流道323的孔径小于子流道322的孔径，在相同液压条件下，微流道内的气体流速更快，从而更高效地完成焦化废水液流中的成分分离。并且微流道323的设置能够对子流道322内焦化废水变慢的流速进行补偿，弥补了焦化废水由于在子流道322中的液压变小而流速变缓的缺陷，从而避免了整体流道内焦化废水液流由于分流导致流速变缓影响焦化废水液流的成分分离的弊端。本发明通过微流道的设置，使得焦化废水液流始终保持一个较高的流动速率，高效地完成焦化废水成分的分离。

优选地，分离单元3的外套管31的管腔和纳滤分离单元32的内腔室分别与结晶单元4的不同蒸发结晶模块相连通。具体地，外套管31与纳滤分离单元32之间的管腔所输出的过滤液流通过二次纳滤膜装置后流入第一结晶单元41中。优选地，二次纳滤膜装置采用现有的常规纳滤膜装置。结晶单元4的液体输送管路和蒸发装置外部均设置有能够对分离后的溶液进行预热的预热单元5。预热单元5能够吸收结晶单元4在进行蒸发结晶处理过程中逸散出的热量。预热单元5能够通过对结晶单元4与分离单元3连通的不同液流支路进行加热的方式提高即将流入结晶单元4的蒸发结晶装置中的过滤液和截留液的温度。预热单元5能够依据焦化废水分离出的过滤液和截留液在结晶单元4中进行蒸发结晶处理工序的不同而选择性地以不同温度的蒸汽进行预热处理。预热单元5可以对蒸汽完成放热后的汽水混合物进行二次液化和汽化处理，从而保证预热单元5能够进行循环式吸放热工作。

如图1所示，结晶单元4包括能够分别对焦化废水分离后的过滤液和截留液进行不同蒸发结晶操作的第一结晶单元41、第二结晶单元42。结晶单元4还包括能够将分离单元3的不同输出端分别与第一结晶单元41、第二结晶单元42相连通的液流支路43。具体地，第一液流支路431能够将分离单元3的过滤液输出端与第一结晶单元41连通；第二液流支路432能够将分离单元3的截留液输出端与第二结晶单元42连通。优选地，预热单元5能够按照以流动的高温蒸汽对第一液流支路431和第二液流支路432进行加热的方式对分别流经第一液流支路431的过滤液和流经第二液流支路432的截留液进行预热处理。

如图1所示，预热单元5包括盘绕在第一液流支路431的部分管路外壁上的预加热盘管51和盘绕在第二液流支路432的部分管路外壁上的乏加热盘管52。优选地，预加热盘管51中定向流动的高温蒸汽能够以放热的方式向被其包覆的第一液流支路431的部分管腔内传递热量，从而提高流经第一液流支路431的过滤液的温度。优选地，预加热盘管51的下游还连接有乏加热盘管52。在高温蒸汽完成一次放热后其所含热量减少并且向下游管路输送经放热反应生成的乏汽，乏汽在乏加热盘管52中进一步放热后即可生成以液体为主的气液混合物。优选地，乏汽是按照在乏加热盘管52中向第二液流支路432的管腔内传递热量的方式进行放热。优选地，预加热盘管51和乏加热盘管52的裸露外管壁采用隔热材质包裹，预加热盘管51和乏加热盘管52靠近第一液流支路431和第二液流支路432的部分管壁采用易于热量传递的材质制作，使得蒸汽和乏汽在放热反应中释放的热量能够定向传导。

优选地，在乏加热盘管52中定向流动的乏汽在释放热量对第二液流支路432内的截留液进行加热后产生的气液混合物被输送至冷凝单元53。通过对乏汽放热后生成的气液混合物进行冷凝液化，使得预热蒸汽最终能够产出液体回流至蒸发单元54，从而蒸发单元54能够再次进行液体的蒸发处理，冷凝单元53的设置防止了蒸发单元54直接接收乏汽放热后的气液混合物进行二次加热蒸发，避免了气液混合物在蒸发单元54中无法有效地吸收加热结构产生的热量，造成加热结构的干烧而降低加热结构的寿命。在循环加热产生高温蒸汽的过程中，对液体进行汽化，若本身加热物质存在汽化则可能无法充分转移加热结构所吸收的热量，容易导致加热结构处于长时间的过高温度而发生损伤，因此，通过在加热结构的加热空间内充入待加热液体相对于汽化物具有更好的热量传递效果，避免了过热反应对加热结构造成损伤。优选地，冷凝单元53产出的液体能够回流至蒸发单元54中；

蒸发单元54产生的高温蒸汽能够定向流入到预加热盘管51中。蒸发单元54包括以包覆的方式设置在第一结晶单元41和第二结晶单元42外部的第一加热单元541和对加热后的液体进行汽化的第二汽化单元542。第二汽化单元542与预加热盘管51连通。第一加热单元541能够通过吸收盐分蒸发结晶处理过程中第一结晶单元41和第二结晶单元42工作时逸散出的热量对液体进行加热。这降低了蒸发单元54产生蒸汽时对能量的耗费，同时还能够对蒸发结晶过程中未被完全利用而向外逸散的热量进行二次回收使用，降低了设备整体的能量耗费，提高了装置的结晶盐产出效率。

第一液流支路431的下游管路出口与第一结晶单元41连通，使得被预热后的过滤液能够在第一结晶单元41中迅速结晶。通过将完成预热后的过滤液直接引入到进行二效结晶处理的第一结晶单元41中，大幅度地缩短过滤液在第一结晶单元41中进行升温所需耗费的蒸汽量，加速了结晶盐的生产速度，同时预热处理能够提高过滤液的温度，提高了结晶盐的质量和粒径均匀度，降低了过滤液由于受热不均而产生的细晶数量。第二液流支路432中的截留液经乏汽预加热处理后能够定向输送至第二结晶单元42，第二结晶单元42对预加热后的截留液进行三效蒸发结晶。

优选地，第一结晶单元41能够对分离出的含有氯化钠的浓水进行以下处理：经MVR浓缩后进入盐二效蒸发结晶器，蒸发结晶器的低温段出盐，经过增稠器增稠，再用离心机脱水后进入干燥器，干燥完的成品氯化钠送至产品包装线。优选地，第二结晶单元42能够对分离出的含有硫酸钠的浓水进行以下处理：经MVR浓缩后进入硝逆流三效蒸发结晶器，蒸发结晶器高温段出硝，经过增稠器增稠后，再用离心机脱水后进入干燥机，干燥完的成品硫酸钠送至产品包装线。优选地，第一结晶单元41和第二结晶单元42的输出端还连接有能够用于存储结晶盐的盐腿6。优选地，结晶单元4生产出结晶盐后的剩余母液进入二效混盐结晶器产出混盐，经过回溶进入一级纳滤装置继续进行分盐处理。混盐结晶器的剩余母液通过蒸发结晶干燥一体机干燥后产出杂盐。优选地，盐腿6还连通有能够对其内腔室进行反冲洗处理的反冲洗泵，反冲洗泵将稀释的原液或气体经反冲洗口泵入盐腿6内，把盐腿6内细微晶体重新漂浮进入结晶生长区，而合格的大颗粒冲不起来，落在盐腿6的底部，从而能够保证产品的结晶质量和粒径均匀，不夹杂细晶。同时对产品也进行一次洗涤，对粘接在盐腿6内壁的晶体进行冲洗，以降低内部堵塞现象。

实施例2

本申请还提供一种焦化废水零排放分盐处理方法，其至少包括以下步骤：

(1)预处理：主要去除焦化废水中硬度、二氧化硅、F-、CODcr以及残余杂质，消除杂质对膜浓缩和蒸发结晶处理的影响，保证结晶盐的品质，尽可能降低了废结晶盐量。脱除硬度选用石灰纯碱软化法去除大部分，剩余硬度采用离子交换法完全去除。

(2)膜浓缩：主要是利用两级膜浓缩进行水的减量化、提高浓水含盐量；在此基础上，利用两级纳滤膜，把硫酸钠和氯化钠进行膜分离。

弱酸阳床出水首先进入GTR3中压膜浓缩装置进行浓缩减量，GTR3中压膜浓缩装置产出的浓水进入GTR4高压膜浓缩装置继续浓缩减量，GTR4高压膜浓缩装置产出的浓水的硬度、F-、硅和COD等各项指标经过了大幅浓缩，因此需要进行处理，才能进入后续***。

(3)分盐：利用螯合树脂去除硬度后，进入一级纳滤膜装置进行分盐，为了提高氯化钠结晶盐的纯度和提高硫酸钠结晶盐的回收率，一级纳滤膜装置的产水进入二级钠滤膜装置，二级钠滤膜装置的浓水回流至一级纳滤膜装置继续处理，二级钠滤膜装置的产水进入氯化钠RO装置进行浓缩，氯化钠RO装置的浓盐水进入氯化钠蒸发结晶单元；一级纳滤膜装置的浓水经过臭氧氧化降低COD后进入硫酸钠蒸发结晶单元进行蒸发结晶处理；GTR3、GTR4两级膜浓缩装置和氯化钠RO装置的产水进入回用水池。

(4)提盐蒸发结晶：主要是分出硫酸钠、氯化钠结晶盐等产品，本申请采用硝MVR+逆流三效蒸发结晶得到硫酸钠结晶盐；利用盐MVR+顺流二效蒸发结晶得到氯化钠结晶盐；硝三效蒸发结晶母液和盐二效蒸发结晶母液共同进入混盐二效蒸发结晶，剩余母液进入蒸发结晶干燥一体机。

含硝浓水经MVR浓缩后进入硝逆流三效蒸发结晶器，蒸发结晶器高温段出硝，经过增稠器增稠后，再用离心机脱水后进入干燥机，干燥完的成品硫酸钠送至产品包装线。

含盐浓水经MVR浓缩后进入盐二效蒸发结晶器，蒸发结晶器的低温段出盐，经过增稠器增稠，再用离心机脱水后进入干燥器，干燥完的成品氯化钠送至产品包装线。

硝结晶器和盐结晶器的剩余母液进入二效混盐结晶器产出混盐，经过回溶进入一级纳滤装置继续进行分盐处理。

混盐结晶器的剩余母液通过蒸发结晶干燥一体机干燥后产出杂盐。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种焦化废水零排放分盐处理***，其至少包括能够对焦化废水进行除硬过滤的预处理单元(1)和对完成预处理的焦化废水进行减水浓缩的浓缩单元(2)，其特征在于，

所述浓缩单元(2)，其能够以渗透分离的方式完成焦化废水的浓缩，并且将其浓缩后的焦化废水输送至分离单元(3)进行成分分离处理；

所述分离单元(3)，其通过设置流线形流道框架和以纳滤膜缠绕流道框架形成流道壁的方式构建出纳滤分离单元(32)，所述纳滤分离单元(32)的流道内按照能够改变焦化废水的流速和液压的方式设置有分流模块(321)；

结晶单元(4)，其能够对所述分离单元(3)分离产生的过滤液和截留液采用不同的蒸发结晶工序进行蒸发结晶处理以获取成分不同的结晶盐；

预热单元(5)，其能够通过吸收所述结晶单元(4)在结晶过程中逸散的热量生产蒸汽，并利用在循环回路中定向运动的蒸汽对输入所述结晶单元(4)的过滤液和截留液分别进行预加热处理。

2.如权利要求1所述的焦化废水零排放分盐处理***，其特征在于，所述浓缩单元(2)至少包括以反渗透的方式从过滤后的焦化废水中获得高盐浓水的渗透子单元(21)和能够驱动从焦化废水中分离出的淡水进行定向流动的输送子单元(22)输送子单元。

3.如权利要求2所述的焦化废水零排放分盐处理***，其特征在于，所述渗透子单元(21)是以反渗透膜缠卷在外层套管上的方式进行构建的，其中，外层套管以共轴线的方式设置为多层管腔结构，并且任意外层套管的管壁均为反渗透膜，使得流入最外层的外层套管的焦化废水按照至少穿过一层反渗透膜的方式进入到与所述输送子单元(22)连通的中心管中；

所述渗透子单元(21)的输出端与催化氧化子***(23)相连接，所述催化氧化子***(23)能够对浓水进行净化处理。

4.如权利要求3所述的焦化废水零排放分盐处理***，其特征在于，所述输送子单元(22)的进液端与所述中心管的出口端相连接，所述输送子单元(22)的出液端与所述中心管的入口端相连接，所述输送子单元(22)按照其驱动的液流能够带动穿过反渗透膜而进入中心管的淡水快速流动，从而加速反渗透膜的渗透速率。

5.如权利要求4所述的焦化废水零排放分盐处理***，其特征在于，所述预处理单元(1)按照能够对焦化废水进行过滤和缓冲分流的方式在其过滤腔体(11)的轴向上交错布设多个滤流模块(111)，所述滤流模块(111)是以其板面与所述过滤腔体(11)的轴线呈一定倾斜夹角的方式交错布设在所述过滤腔体(11)的腔壁上，使得流入所述过滤腔体(11)的焦化废水能够按照依次流经多个有序排列的所述滤流模块(111)的方式完成杂质过滤。

6.如权利要求5所述的焦化废水零排放分盐处理***，其特征在于，所述滤流模块(111)上间隔开设有多个能够容纳焦化废水中的可沉淀杂质的沉淀阶梯槽(112)，其中，

所述沉淀阶梯槽(112)按照其能够对沿所述滤流模块(111)的倾斜板面发生定向流动的焦化废水进行拦截的方式进行布设，并且所述沉淀阶梯槽(112)的槽体截面形状和槽体积随焦化废水流动方向逐级改变，使得其能够以逐级沉降的方式完成多尺寸可沉淀杂质的收集。

7.如前述权利要求之一所述的焦化废水零排放分盐处理***，其特征在于，相邻的两个所述分流模块(321)之间的混流段以流道宽度变窄的趋势进行设置，在流道内的焦化废水基于所述分流模块(321)的流线形轮廓发生至少一次分流和混流的情况下，液流的运动状态随流道区段结构的改变而发生改变，进而焦化废水液流按照其能够充分与流道壁接触并且进行多次支流混合而加速特定成分透过流道壁的方式完成焦化废水成分的分离。

8.如前述权利要求之一所述的焦化废水零排放分盐处理***，其特征在于，所述分流模块(321)的下游设置有与其连通且呈流线形的至少两个子流道(322)，其中，

所述子流道(322)是按照能够加大相同流量下液流与流道壁之间的接触面积的方式进行设置的。

9.如前述权利要求之一所述的焦化废水零排放分盐处理***，其特征在于，所述结晶单元(4)至少包括能够分别对过滤液进行二效蒸发结晶的第一结晶单元(41)和对截留液进行三效蒸发结晶的第二结晶单元(42)。

10.一种焦化废水零排放分盐处理方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

通过预处理过滤的方式完成焦化废水中杂质的过滤；

对完成杂质过滤的焦化废水进行水的减量化处理；

进行焦化废水中的硫酸钠浓水和氯化钠浓水的分离；

利用提盐蒸发结晶装置分别对分离出的硫酸钠浓水和氯化钠浓水进行蒸发结晶处理；

将蒸发结晶后的剩余母液放入混盐结晶装置进行混盐生产，将得到的混盐进行回溶并且重新输送至循环式纳滤装置中继续进行分盐处理。

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