完整版a2o工艺污水处理厂毕业设计说明书11secret.docx
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完整版a2o工艺污水处理厂毕业设计说明书11secret
污水处理A2\O工艺
摘要
本次毕业设计的题目为新建城市污水处理厂设计（15万m3天）工艺。
主要任务是完成个该地区污水的处理设计。
其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面图一张及污水处理厂污水与污泥高程图一张；单项处理构筑物施工图设计中，主要是完成平面图和剖面图及部分大样图。
该污水处理厂工程，规模为15万吨日。
A2O工艺的生物处理部分由厌氧池、缺氧池和好氧池组成。
厌氧池主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化。
缺氧池的主要功能是脱氮。
好氧池是多功能的,能够去除BOD、硝化和吸收磷。
该污水厂的污水处理流程为：
从泵房到沉砂池，进入反应池，进入辐流式二次沉淀池，再进入清水池，最后出水；污泥的流程为：
从反应池排出的剩余污泥进入集泥配水井，再由污水泵送入浓缩池，再进入消化池，最后进入脱水机房脱水，最后外运处置。
关键词：
A2O；同步脱氮除磷；设计说明书
摘要I
AbstractII
目录III
第一章设计概论1
1.1设计任务1
1.2.2开发区自然条件：
1
1.2.3设计水量与水质2
第二章工程概预算4
污水处理厂设计规模4
工程估算4
第三章污水处理厂设计6
3.1污水处理厂址选择6
3.2污水污泥处理工艺选择6
3.2.1水质6
3.2.2污水、污泥处理工艺选择6
3.3主要生产构筑物工艺设计13
3.3.1进水泵房13
3.3.2细格栅和沉砂池13
3.3.3初次沉淀池：
14
3.3.4A2O池14
3.3.5鼓风机房15
3.3.7配水集泥井15
3.3.8污泥浓缩池15
3.3.9脱水车间16
第四章劳动定员及其附属构筑物17
4.1劳动定员17
4.2人员培训17
4.3技术管理18
4.4附属构筑物18
4.5附属化验设备18
第五章格栅的计算20
5.1设计要求20
5.2中格栅的设计计算20
5.3细格栅的设计计算22
第六章沉砂池的设计计算26
第七章初次沉淀池的设计计算28
7.1设计要点28
7.2初次沉淀池的设计（为辐流式）28
第八章A2O反应池的设计计算36
8.1设计要点36
8.2设计计算36
第九章曝气池的设计计算42
9.1设计要点42
9.2曝气池的设计42
第十章二沉池的设计计算46
10.1设计要求46
10.2.二次沉淀池的设计46
第十一章清水池的设计计算48
第十二章浓缩池的设计计算49
12.1设计要点49
12.2.浓缩池的设计49
第十三章消化池的设计计算51
13.1设计要点51
13.2消化池的设计51
第十四章污水处理厂总体布置58
14.1污水厂平面布置58
14.1.1污水处理厂平面布的原则58
14.1.2污水处理厂的平面布置60
14.2污水厂的高程布置61
14.2.1污水厂高程的布置方法61
14.2.2本污水处理厂高程计算62
14.2.3污水处理部分高程计算63
14.2.4污泥处理部分搞程计算65
结论67
参考文献错误！
未定义书签。
第一章设计概论
1.1设计任务
本次毕业设计的主要任务是为新建城市污水处理厂设计（16万m3天）做的设计。
工程设计内容包括：
1、通过现场实习调研，查阅文献，进行传统、典型和先进方案的比较，分析优缺点，论证可行性，通过所给自然条件、城市特点及经济因素确定最终处理方案。
2、据所选方案，正确选择、设计计算污水处理构筑物。
3．进行污水处理厂各构筑物工艺计算：
包括初步设计和图纸设计、设备选型，图中应有设备、材料一览表和工程进程表。
4．进行辅助建筑物（包括鼓风机房、泵房、脱水机房等）的设计：
包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型。
1.2该地区的概况及自然条件
1.2.1该地区的概况：
1.2.2开发区自然条件：
1．地理位置：
东经118度08分至118度30分，北纬36度39分至36度37分。
全年平均气温12.2℃。
区内温度变化基本上反映了大陆性气候的特征。
2.气象资料：
（1）、风向：
春季：
南风（东南）
夏季：
南风（东南、西南）
秋季：
南风、北风
冬季：
西北风
（2）、气温：
年平均气温：
7～8℃
最高气温：
34℃
最低气温：
-10℃
（3）、冻土深度为地表下0.5米
（4）、水位在地表下9米，无侵蚀性。
（5）、按地震烈度8度设防。
（6）、地基承载力各层均在120kPa以上。
（7）、当地海拔50米，进水渠渠底高度为48米。
（8）、处理后出水排入附近河流，河流水面高度45米。
（9）、新建场区为平坦地，足够开阔。
1.2.3设计水量与水质
1、设计水量：
平均流量：
16万m3天
2、进水水质条件：
COD=250mgL；BOD=220mgL；S=150mgL
TN=25mgL；TP=5mgL；水温20～30℃；pH=6.5～8.5
3、出水水质要求：
BOD≤20mgLCOD≤60mgLSS≤20mgL
NH3-N≤5mgLTP5≤1mgLpH=6～8
第二章工程概预算
污水处理厂设计规模
为适应人口增长对城市供水量的需求以及缓解城市污水对水环境的压力，根据实际需要需建设城市污水处理厂，设计处理水量为16万m3天。
工程估算
2.1估算依据
估算指标采用1989年1月1日试行的建设部文件（88）建标字第182号关于发布试行《城市基础设施工程投资概算指标》的通知中审查批准的由原城乡建设环境保护部、城市建设管理局组织制定〈〈城市基础设施施工投资估算指标〉〉（排水工程）
2.2单项构筑物的工程造价计算
1.第一部分费用
第一部分费用包括建筑工程费；设备、器材、工具等购置费；安装工程费。
可查有关排水工程投资估算、概算指标确定。
根据有关指标计算各项构筑物的工程造价见下表：
序号
名称
投资概算
1
总平面
2
污水泵房
3
旋流沉砂池
4
厌氧池
5
曝气池
6
污泥泵房
7
污泥浓缩池
8
贮泥池
9
脱水机房
10
锅炉房
11
综合楼及控制室
12
办公及化验楼
13
机修间
14
变电所、配电间
15
仓库
合计
11050.72万元
1.第二部分费用
第二部分费用包括建设单位管理费、征地拆迁费、工程监理费、供电费、设计费、招投标管理费等。
根据有关资料统计，按第一部分费用50%计。
2.第三部分费用
第三部分费用包括工程预备费、价格因素预备费、建设期贷款利息、铺底流动资金。
工程预备费按第一部分费用的10%计，则：
价格因素预备费按第一部分费用的5%计，则：
贷款期利息按贷款、铺底流动资金按20%计，则：
第三部分费用合计：
1105.072+552.536+2210.144=3867.752万元
工程总投资合计：
项目总投资=第一部分费用+第二部分费用+第三部分费用
11050.72+5525.36+3867.752=20443.832万元
第三章污水处理厂设计
3.1污水处理厂址选择
污水厂厂址选择应遵循下列各项原则
1、应与选定的工艺相适应
2、尽量少占农田
3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向
4、应考虑便于运输
5、充分利用地形
本地区在总体规划、专业规划及开发区建设中，已按自然地形，用地规划预留了污水处理厂位置。
3.2污水污泥处理工艺选择
3.2.1水质
污水处理厂进、出水水质指标
序号
项目
进水
出水
1
BOD5
250
20
2
COD
220
60
3
SS
150
20
4
TN
25
15
5
NH3—N
5
5
6
TP
5
1
3.2.2污水、污泥处理工艺选择
1.处理工艺流程选择应考虑的因素
污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。
在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。
污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。
1污水的处理程度
2工程造价与运行费用
3当地的各项条件
4原污水的水量与污水流入工程
该污水处理厂日处理能力约5万吨,属于中小规模的污水处理厂。
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万td规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万td污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。
对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2O工艺，AO工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。
由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。
可供选取的工艺：
AO工艺，A2O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。
2.适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺
该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除，应采用二级强化处理。
根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐，以及国内外工程实例和丰富的经验，比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有：
A2O工艺，AO工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟及其改良工艺。
AO工艺、A2O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。
一.A2O处理工艺（如下图所示）
（1）A2O处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。
（2）A2O工艺的特点：
A：
厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；
B：
在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。
C：
在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。
D：
污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。
二.氧化沟
严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。
但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。
按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。
连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。
奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。
连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。
交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。
交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。
氧化沟具有以下特点：
（1）工艺流程简单，运行管理方便。
氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。
有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。
（2）运行稳定，处理效果好。
氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。
（3）能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。
这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。
（4）污泥量少、性质稳定。
由于氧化沟泥龄长。
一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。
（5）可以除磷脱氮。
可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。
但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。
（6）基建投资省、运行费用低。
和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。
同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。
Carrousel原指游艺场中的循环转椅，如上图。
为一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内不停的循环流动，采用表面机械曝气器，每沟渠的一端各安装一个。
靠近曝气器下游的区段为好氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧区，混合液交替进行好氧和缺氧，不仅提供了良好的生物脱氮条件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。
Orbal氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。
由于从内沟（好氧区）到中沟（缺氧区）之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。
在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。
三沟式氧化沟属于交替运行式氧化沟，由丹麦Kruger公司创建，如上图。
由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子一直作为曝气池。
原污水交替地进入两侧的池子，处理出水则相应地从作为沉淀池的池中流出，这样提高了曝气转刷的利用率（达59%左右），另外也有利于生物脱氮。
三沟式氧化沟流程简洁，具有生物脱氮功能，由于无专门的厌氧区，因此，生物除磷效果差，而且由于交替运行，总的容积利用率低，约为55%，设备总数量多，利用率低。
三.SBR工艺
SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。
可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。
SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。
SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。
SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。
SBR工艺具有以下特点：
（1）SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。
SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。
由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。
这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。
（2）处理效果好。
SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的（尽管是处于完全混合状态中），随时间的延续而逐渐降低。
反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。
（3）有较好的除磷脱氮效果。
SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。
（4）污泥沉降性能好。
SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。
同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。
（5）SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。
3.适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较
上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较。
表3.2适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较
工艺名称
氧化沟工艺
AO工艺
A2O工艺
SBR工艺
优
点
1.处理流程简单，构筑物少，基建费用省；2.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；3.对高浓度的工业废水有很大稀释作用；4.有较强的抗冲击负；5.能处理不容易降解的有机物；6.污泥生成量少，污泥不需要消化处理，不需要污泥回流系统；7.技术先进成熟，管理维护简单；8.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；9.对于中小型无水厂投资省，成本底；10.无须设初沉池，二沉池。
1．污泥沉降性能好；污泥经厌氧消化后达到稳定；3.用于大型水厂费用较低；4.沼气可回收利用。
1.具有较好的除P脱N功能；2.具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；3.具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；4.技术先进成熟，运行稳妥可靠；5.管理维护简单，运行费用低；6沼气可回收利用7.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验。
1.流程十分简单；2.合建式，占地省，处理成本底；3.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；4.不需要污泥回流系统和回流液；不设专门的二沉池；5.除磷脱氮的厌氧，缺氧和好氧不是由空间划分的，而是由时间控制的。
缺
点
1.周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。
1.用于小型水厂费用偏高；2.沼气利用经济效益差；3，污泥回流量大，能耗高。
1.处理构筑物较多；2，污泥回流量大，能耗高。
3.用于小型水厂费用偏高；4.沼气利用经济效益差。
1.间歇运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.变水位运行，电耗增大；5除磷脱氮效果一般。
综上所述，可得比较适合本经济开发区的工艺是工艺。
因为这种工艺具有较好的除P脱N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，在市场经济的形势下，寸土寸金，该工艺无疑具有非常大的吸引力。
4.法同步脱氮除磷工艺的原理：
分为三大部分，分别为厌氧、缺氧、好氧区。
原污水从进水井内首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。
污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q——原污水流量）。
混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器，这一反应器单元是多功能的，去触，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。
这三项反应都是重要的，混合液中含有，污泥中含有过剩的磷，而污水中的则得到去除。
3.3主要生产构筑物工艺设计
3.3.1进水泵房
污水进水泵房由格栅间、泵房组成（泵房配电间设于离泵房不远的地方，具体布置见污水厂平面总体布置图，另外厂内另设有集中变配电间、中控室）。
1.格栅间
平面尺寸：
长宽=7.15米6.60米，地下深6.53米，为钢筋砼结构，格栅间内设中格栅和细格栅，中格栅栅条间隙为26mm，两栅间隔墙宽取0.6m，栅槽总宽度为3.27m.最大过栅流速为0.9ms。
格栅的运行由格栅前、后水位差自动控制。
栅渣由设于平台面以下的国产无轴螺旋输送器输出后外运处置。
2.泵房采用半地下室钢筋砼结构，平面尺寸：
长宽=8.00米16.60米，地下埋深4.33米，采用立式污水泵抽升污水，泵房内设四台型号为
500QW2600—15—160的立式污水泵（四用一备）。
单泵流量为2600米3时，扬程为15米，转速745转分，电机功率160千瓦。
每台泵出水管上设微阻缓闭止回阀，起吊设备采用电动单梁起重机，最大起重量为5吨。
3.3.2细格栅和沉砂池
共设两道进口细格栅，安装在出水井与沉砂池的连接渠道上，用于去除进厂污水中较大的漂浮物和悬浮物，以保证后续处理工艺的安全运行。
细格栅（一期）分两组设置，每组设2道进口机械弧形细格栅（旋转角为90。
）及1道人工应急格栅（国产），渠宽为3.86m，栅隙宽为20mm，最大过栅流速为0.9ms.格栅的运行由格栅前、后水位差自动控制。
栅渣由设于平台面以下的国产无轴螺旋输送器输出后外运处置。
沉砂池采用了旋流式沉砂池（分两组设2池，型号旋流式沉砂池Ⅱ50），旋流式沉砂池Ⅱ型号50的尺寸（mm）
型
号
流量
（万m3d）
A
B
C
D
E
F
J
L
50
19.00
46100
1520
1370
2740
460
2440
1780
2130
采用重力排砂，这使得排出的砂含有机物较少，有利于污水的后续生物处理及泥砂的处置。
由两座沉砂池排出的泥砂经2台国产的砂水分离器处理后外运处置。
3.3.3初次沉淀池：
初次沉淀池对于去除污水中泥沙悬浮物质都能起到很好的作用，而且能够一定对污水中的BOD5起一定的去除作用。
这样既能使污水的初步处理达到一个较好的水平，又能减小后续处理的压力，因此考虑设置初次沉淀池。
根据污水的水质、水量以及考虑到工程造价和运行费用等，根据计算结果设置四个辐流式初次沉淀池，池子的直径取36米。
有效水深为3米。
3.3.4A2O池
A2O生物池分两组（共4座），污泥负荷为0．12kgBODs（kgMLSS·d），单池平面尺寸为86.47m×50m（不包括隔墙厚度），池深为5.7m（有效水深为5m），每池分三区即厌氧区、缺氧区及好氧区，每池设有3根进气总管，每根总管设有1个进口电动空气调节蝶阀（用于调节供氧量）。
A2O工艺需有大量的混合液回流（一般为处理水量的2～4倍），这使得其能耗较高。
为此，在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效地去除了氮和磷。
该系统较常规A2O工艺降低能耗约0．045（kW·）：
设计平均流量:
Q=160000（24×3600）=1.85（m3s）,总变化系数Kz=1.2
则最大设计流量Qmax=1.85×1.2=2.22（m3s）
栅条的间隙数n,个
式中Qmax------最大设计流量，m3s；
α------格栅倾角，取α=60；
b------栅条间隙，m，取b=0.026m；
n栅条间隙数，个；
=68.46（个）
取n=69（个）
则每组中格栅的间隙数为69个.
2.栅条宽度（B）:
设栅条宽度S=0.01m
栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m,取0.2m；
则栅槽宽度B2=S（n-1）+bn+0.2
=0.01×（69-1）+0.026×69+0.2
≈2.67m
两栅间隔墙宽取0.6m，
则栅槽总宽度B=2.67+0.60=3.27m
3.进水渠道渐宽部分的长度L1.设进水渠道B1=2.0m，其渐宽部分展开角度α1=200,进水渠道内的流速为0.52ms.
4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度L2m,
5.通过格栅的水头损失）：
式中Qmax------最大设计流量，2.22m3s；
α------格栅倾角，（o），取α=60；
b------栅条隙间，m，取b=0.02
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