圖為中天（南通）綠色精品鋼項目的智能高效沉淀池。
圖為中天（南通）綠色精品鋼項目的膜濃縮車間。
本報記者 陶海銀 通訊員 葉思齊
鋼鐵行業是耗水大戶，以一家千萬噸級鋼鐵聯合企業為例，每天用水量約10萬噸，產生廢水約3萬噸，解決水的“用”“排”問題已然成為踐行習近平生態文明思想，推動鋼鐵行業綠色發展的當務之急。
“分鹽結晶”是廢水零排放領域的前沿技術，能夠將廢水中的水鹽分離、冷凝水回用，鹽晶則可作為其他行業的原材料，以此實現壓降工業新水用量、廢水零排放的目的。
近年來，鋼鐵行業積極探索分鹽結晶技術應用，但由于傳統水處理設計缺少對鋼廠水質水量的系統性精準預測，常規廢水預處理技術缺乏對加藥量的精確控制，管理方式落后及投資運行成本偏高等原因，致使鋼廠廢水達不到分鹽結晶的要求，最終影響了鋼廠水資源利用效率和廢水零排放成效。
中冶賽迪擁有60余年鋼鐵行業給排水系統工程技術服務經驗，掌握鋼廠水處理核心技術，是鋼鐵行業給排水國家規范的制訂者，鋼廠廢水零排放技術的領先企業。在分鹽結晶領域，中冶賽迪能夠結合鋼鐵企業自身發展需求和鋼廠給排水特點，從總體設計、系統集成、技術創新等方面提供量身訂制的系統解決方案；自主研發了行業領先的水鹽平衡測算計算系統、“礬花視境”智能加藥系統等核心技術和產品，將大數據、人工智能等新技術與水鹽平衡相結合，精確控制水處理效果，助力分鹽結晶系統穩定運行、成本可控，真正實現廢水零排放。
2020年5月，中冶賽迪在中天（南通）綠色精品鋼基地總承包建成國內首個一步到位的分鹽結晶廢水零排放系統，項目投產即實現零排放，系統運行持續穩定。
水鹽平衡精確測算
支撐廢水零排放頂層設計
水鹽平衡是全廠的水量平衡和鹽量平衡的總稱，用于規劃并指導水處理設施的具體設計。水鹽平衡的系統性精準預測及設計對于鋼鐵企業水處理工藝選擇起著至關重要的作用，也是廢水零排放成功的關鍵。
分鹽結晶系統對進水水質水量要求很高，既要在前期設計階段準確預測水質水量，同時還要保證其運行過程的進水穩定性。目前，鋼鐵行業已有數家分鹽結晶案例，但大多由于水質水量預測控制的偏差問題，導致分鹽結晶系統建而不用，甚至以失敗告終。
中冶賽迪在中天項目的成功，得益于在項目實施前就準確預測了全廠水系統運行產生的廢水的關鍵水質和主要成分參數，為工藝設計提供了科學依據。
中冶賽迪水鹽平衡設計具有獨特優勢和先進理念：全國領先的水鹽平衡計算模型。運用大數據算法，對國內數十家鋼鐵企業的實際運行數據進行挖掘與分析，獨創了水鹽平衡計算模型。以中天項目中央水處理廠工程為例，水鹽平衡計算模型精準預測了水系統的用水量，輔以先進的雨水收集利用系統，進一步減少鋼廠實際取水量，最終將全廠噸鋼耗水精確到2.43m3/t，遠低于水利部發布的先進值（3.2 m3/t）要求。
“三粒鹽”分治理念。中冶賽迪基于對中天項目水質的精準預測，提出了Na、K、Ca分而治之的對策。根據廢水來源及水質的不同，將全廠廢水、洗氯灰廢水、脫硫廢水進行獨立分鹽結晶。這既避免了高鹽廢水遠距離輸送的危險性和污染泄漏，又有利于控制分鹽結晶系統的進水水質，提升鹽晶品質、降低運行成本。目前實際生產的NaCl純度達99%，滿足工業干鹽一級標準，成為行業內首個高精度預測水質的成功案例，解決了鋼鐵行業廢水零排放最大的技術問題。
人工智能加藥系統
奠定廢水零排放底層基礎
絮凝沉淀是廢水零排放系統的重要環節，關鍵在于有效控制絮凝沉淀工藝的加藥量。過去，專業人員要定期到絮凝沉淀池現場巡檢，根據肉眼觀察和經驗判斷加藥計量，但存在加藥時間、藥劑量控制不精確的問題。如果加藥量大，會引入不必要的鹽分，導致分鹽結晶進水水質發生變化，影響分鹽結晶效果，同時還容易使膜系統發生結晶體污堵、有機污堵、結垢污堵等現象，給鋼廠帶來較高的運行成本。
為解決傳統工藝的不足，中冶賽迪自主研發了鋼鐵行業首套“礬花視境”智能加藥系統，結合公司多年的“除硬”實驗研究，利用人工智能和大數據技術，內置PH值、攪拌G值等關鍵參數特性，對水中的礬花進行圖像識別和自學習計算，以智能化設備取代傳統人工加藥。
該專利產品不僅節約了藥劑成本和人工成本，還有力保障了出水水質的穩定性，降低了懸浮物和硬度，有效解決了后續膜系統的污堵與結垢情況。該產品目前已在湛江鋼鐵、中天鋼鐵南通公司等多家鋼廠使用，并進入市政領域。
在中天項目中央水處理廠，通過采用礬花視鏡智能加藥系統，實現了30%以上的藥劑量節約，并保證水濁度穩定在1NTU以下，硬度穩定在150mg/L以下，保證了后續膜系統和分鹽結晶系統的高效穩定運行。
數字化管控
保證廢水零排放穩定運行
在運行管理中對水質水量及時性、準確性的反饋，是鋼廠廢水零排放長期穩定運行的關鍵。對水質、水量變化反應不及時會帶來預料之外的沖擊負荷，難以保證出水水質，進而影響分鹽結晶系統運行穩定性。
中冶賽迪在行業率先開發了全廠水系統全流程集中智能管控平臺，2019年在寶鋼湛江鋼鐵成功建設了全球首座鋼鐵企業智慧水控中心，將原本分散在全廠數十個孤立的水系統、10多萬個數據點全部集中到水系統大數據平臺，對數據進行高效集成應用、全流程實時管控，大幅提高了勞動效率，實現系統減量，避免廢水排放，降低了生產成本。
在中天鋼鐵南通公司，中冶賽迪結合客戶需要，實施了一系列的智慧管控手段：以生產單元補水排水監控為例，按照行業用水定額的先進值，對全廠各生產單元補水排水進行限額限質，并通過流量監控儀、水質監控儀實時監控單元補水排水情況；當用水量或水質超過冗余指標時，數據將直接傳回中央水廠智控中心并自動報警，在生產運行階段保障用水的合理性和科學性。此項措施避免了廠內水資源大補、大排現象，也減小了后續廢水處理工藝的壓力，最終保證了鋼廠廢水零排放的長期穩定運行。（圖片均由中冶賽迪提供）
《中國冶金報》（2022年10月11日 04版四版）
