中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 陶海銀 報道
林洪 攝影
千萬噸級鋼鐵廠，地上地下無一處排水口，每年上千萬噸廢水滴水不外排；
鋼廠水處理系統(tǒng)喝進去的是黑臭廢水，吐出來的是值錢的鹽粒；
智能化大數(shù)據(jù)技術(shù)助力無人化運行，讓廢水處理變得更聰明。
今年5月19日，中冶賽迪總承包建設(shè)的國內(nèi)首個一步到位建成的分鹽結(jié)晶廢水零排放項目在中天（南通）綠色精品鋼基地（以下簡稱中天鋼鐵南通公司）投入運行，真正實現(xiàn)廢水零排放、廢棄物不出廠，以一個鋼廠的生動實踐，詮釋了“綠水青山就是金山銀山”，樹立了未來鋼鐵高質(zhì)量發(fā)展的綠色生態(tài)標桿。
中天（南通）綠色精品鋼項目全景
逐綠而行：矢志打通廢水零排放最后一公里，守好出江入海生態(tài)屏障
中天鋼鐵南通公司，全球在建單體最大鋼鐵基地，位于江蘇省唯一濱江臨海城市南通。這里集黃金水道和黃金海岸于一身，區(qū)位優(yōu)勢得天獨厚，“一帶一路”建設(shè)、長江經(jīng)濟帶發(fā)展、長三角區(qū)域一體化等國家戰(zhàn)略交匯疊加。
2020年11月，習近平總書記主持召開全面推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展座談會，強調(diào)要在嚴格保護生態(tài)環(huán)境的前提下，全面提高資源利用效率，加快推動綠色低碳發(fā)展，努力建設(shè)人與自然和諧共生的綠色發(fā)展示范帶。同年開工的中天鋼鐵南通公司，以“裝備一流、環(huán)保一流、品牌一流、管理一流、效益一流”為目標，明確了打造綠色鋼廠標桿的愿景。
水是鋼鐵生產(chǎn)所必須的資源。在所有工業(yè)領(lǐng)域中，鋼鐵行業(yè)耗水量約占10%，廢水排放量約占14%。實現(xiàn)水資源的高效利用，是鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要標志。
在對中天鋼鐵南通公司項目水資源的考察中，中冶賽迪工程技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，鋼廠取水地通呂運河因靠近入?？?，河水中鹽含量是長江上游的近2倍，而鋼廠又建于海邊，其雨水、地下水的含鹽量都高于內(nèi)陸城市。這意味著，鋼廠生產(chǎn)過程中，無論是新水還是廢水，都必須進行除鹽處理，否則鹽分中的有害物質(zhì)，長期在廠內(nèi)循環(huán)使用，會堵塞或腐蝕設(shè)備、影響產(chǎn)品質(zhì)量，進入自然界則會破壞生態(tài)?！胺蛀}結(jié)晶+廢水零排放”這一前沿技術(shù)跳入了設(shè)計者的腦海。
所謂“分鹽結(jié)晶”，就是把廢水進行水鹽分離，純凈水供鋼廠回用，鹽水通過高溫加熱，蒸發(fā)掉水分，余下鹽晶，作為某些行業(yè)的重要原料，純度越高，越有利用價值。
一直以來，鋼鐵行業(yè)都在探索“分鹽結(jié)晶”工藝打通廢水零排放“最后一公里”，但成功案例卻不多。中冶賽迪水處理技術(shù)首席專家張曉衛(wèi)分析道，一是廢水成分復雜，處理難度大，很有可能“蒸”出危廢，對環(huán)境造成更大威脅；二是系統(tǒng)對設(shè)計技術(shù)要求極高，沒有對鋼廠水處理工藝的深刻理解和全局把控能力，就可能導致設(shè)施投用后運行不穩(wěn)定、處理效果差；三是系統(tǒng)投資成本高，動輒上億甚至數(shù)十億元，在嚴峻市場經(jīng)濟形勢下，往往令鋼企望而卻步。
因此，大多數(shù)鋼鐵企業(yè)水處理廠只能建到常規(guī)過濾環(huán)節(jié)，部分無法深度處理的含有污染物質(zhì)的廢水，要么被用在對水質(zhì)要求不高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，要么排入江河。盡管這些水質(zhì)達到了國家排放標準，但始終為社會所詬病，為百姓所擔憂，也是鋼鐵行業(yè)一直以來的痛點。
“分鹽結(jié)晶”上還是不上？圍繞這個問題，中天鋼鐵與中冶賽迪進行了數(shù)月的論證。中天鋼鐵南通公司能源管控中心副主任單大銘回憶道：“系統(tǒng)成功與否，都是對中天鋼鐵的巨大考驗，但環(huán)保一流，始終是我們不變的責任和追求。”
為了打消客戶疑慮，中冶賽迪憑借60余年深厚的技術(shù)積淀，為中天鋼鐵提出了從頂層設(shè)計到具體實施的系統(tǒng)解決方案，并自主開發(fā)了一套鋼鐵企業(yè)水鹽平衡計算系統(tǒng)，對全廠取水、物料洗滌、處理加藥等主要環(huán)節(jié)帶入系統(tǒng)的污染物進行了細致研究，僅水源分析一項，就收集了通呂運河3個河段10個監(jiān)測點的長期水質(zhì)數(shù)據(jù)。憑借60余年的鋼鐵工程經(jīng)驗和豐富的數(shù)據(jù)積淀，該系統(tǒng)成功預測了全廠水系統(tǒng)運行產(chǎn)生的廢水的關(guān)鍵水質(zhì)和主要成分參數(shù)，對水系統(tǒng)設(shè)計提供了科學依據(jù)。通過分鹽結(jié)晶，不僅每年可以減排廢水量1200萬噸，還可以實現(xiàn)全廠水系統(tǒng)100%資源化利用。
最終雙方達成一致，由中冶賽迪作為總承包單位，與中天鋼鐵共同實施鋼鐵行業(yè)首個一步到位的分鹽結(jié)晶廢水“零排放”工程，守好出江入海的生態(tài)屏障，擔起鋼鐵行業(yè)的社會責任。
點綠成金：分鹽結(jié)晶變廢為寶，從黑臭廢水里“蒸”出超國家一級標準的“鹽?！?/b>
在中天鋼鐵南通公司，除了4個排洪口僅在特大洪澇災害時開放外，找不到一處排水口。中冶賽迪水系統(tǒng)項目總工程師張峻偉介紹道，鋼廠在設(shè)計之初，就堅持不以破壞生態(tài)為代價，無論地上地下都不設(shè)排水口，就是要真正做到不外排一滴水、不污染一寸土。
那么，偌大的鋼廠，廢水都到哪里了呢？
中冶賽迪攜手中天鋼鐵南通公司，成功探索了“變廢為寶”的經(jīng)濟路徑。
在位于鋼廠東南角的中央水廠，每一天都會接收來自各生產(chǎn)單元的4萬多噸廢水。這些廢水含有重金屬、微生物以及酸、堿、鹽等有害物質(zhì)，有的呈黑色、綠色等顏色，有的伴有刺激性氣味。中央水廠通過各道凈化工序，將廢水制成純水全部回送至各生產(chǎn)單元，被分離的鹽水不再對外排放，而是緊接著進入超濾、納濾、高壓反滲透等工序，得到以氯離子為主的高濃鹽水，并進入蒸發(fā)車間進行最后的“變廢為寶”。
膜濃縮車間
深度處理車間
蒸發(fā)車間內(nèi)景
蒸發(fā)車間外景
中冶賽迪在常規(guī)廢水深度處理的基礎(chǔ)上，針對中天鋼鐵南通公司水源硬度較大、含鹽量高的特點，設(shè)計了納濾分鹽蒸發(fā)結(jié)晶為核心的濃縮提鹽技術(shù)。
在中央水廠末端的蒸發(fā)車間，再也看不到大型的水池和汩汩的廢水，取而代之的是一袋袋白花花的粉末，即氯化鈉鹽，整齊堆放在一座小型倉庫。車間運營人員劉波說：“這些鹽一袋是一噸重，每天可以生產(chǎn)20袋，純度達到99%以上，超過國家一級標準，銷路很好?！?/div>
中央水廠鹽倉
從直排到零排，鋼鐵行業(yè)這一步邁得曲折而又堅定。
自2010年起，中冶賽迪就開始探索廢水零排放技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應用，先后建設(shè)了新疆八鋼、河北敬業(yè)、寶鋼湛江鋼鐵、重慶鋼鐵等多個重點鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)工程，率先實現(xiàn)了國內(nèi)鋼鐵行業(yè)廢水零排放技術(shù)從全面引進到自主創(chuàng)新、自主設(shè)計、自主集成的轉(zhuǎn)變，并與寶鋼湛江鋼鐵通過十年艱苦攻關(guān)，分步推動了從深海排放、近零排放到分鹽結(jié)晶零排放的蛻變。
為了確保中天鋼鐵南通公司分鹽結(jié)晶工程建設(shè)一步到位，中冶賽迪工程技術(shù)人員進行了大量的技術(shù)創(chuàng)新。中央水廠里大大小小20多座建筑物，看似各自獨立，實則環(huán)環(huán)相扣，哪一環(huán)的水質(zhì)出現(xiàn)波動，都可能影響最終出鹽的穩(wěn)定性和成品品質(zhì)。
中冶賽迪充分發(fā)揮總承包服務能力，結(jié)合自身領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，集成國內(nèi)先進水處理設(shè)備供應商，對全流程工藝的設(shè)置，包括采用的設(shè)備、規(guī)模、功能參數(shù)等都進行了細致的論證，最終量身訂制出符合中天鋼鐵南通公司特點的水處理方案。在系統(tǒng)調(diào)試階段，面對“第一次”帶來種種預想不到的困難，技術(shù)人員扎根現(xiàn)場，反復試驗、計算，不斷優(yōu)化配置，成功完成系統(tǒng)調(diào)試，并實現(xiàn)投產(chǎn)即出鹽的良好效果。
目前兼任中天鋼鐵南通公司中央水廠負責人的單大銘表示：“項目投運以來，系統(tǒng)運行保持穩(wěn)定，主要技術(shù)指標達到行業(yè)領(lǐng)先水平。事實證明，中天鋼鐵選擇中冶賽迪是正確的！”
據(jù)介紹，中天鋼鐵南通公司二期工程還將進一步優(yōu)化零排放工程，針對部分環(huán)節(jié)產(chǎn)生的特殊廢水單獨設(shè)置分鹽結(jié)晶車間，生產(chǎn)不同類型的鹽產(chǎn)品，為企業(yè)創(chuàng)造更大價值。
綠色引擎：智能化為水處理裝上“智慧大腦”
中冶賽迪為中天鋼鐵南通公司打造的智能化應用為鋼廠水資源管理得更高效、更精準、更生態(tài)提供了新引擎。
中央水廠集控室
來到中天鋼鐵南通公司中央水廠集控中心，3名員工正通過電腦控制水廠的運行，正前方大屏幕上，呈現(xiàn)出各種現(xiàn)場實時畫面、數(shù)據(jù)圖表，只需輕點鼠標，便可以查看全廠水質(zhì)及給排水設(shè)備運行情況。一名操作工說，在他過去工作的鋼廠，給水和排水是兩套監(jiān)管系統(tǒng)、兩個辦公地點，管理不方便，數(shù)據(jù)也不相通?，F(xiàn)在，通過集中智能化管控，同樣人數(shù)可以完成過去兩倍以上的工作量，而且更全面地了解全廠水系統(tǒng)情況，個人價值也得到了提升。
走出智控中心，爬上一座約10米高的水處理池，池壁上一個圓形管道正向汩汩廢水中吐出一種黃褐色藥劑，水中逐漸出現(xiàn)大量懸浮的細小顆粒，即“礬花”。幾分鐘后，礬花沉淀，水就像施魔法般變得清澈見底。這一技術(shù)叫混凝沉淀工藝。過去，專業(yè)人員要定期到現(xiàn)場巡檢，根據(jù)肉眼觀察和經(jīng)驗判斷加藥劑量，但在水質(zhì)波動大的時候，無法精準計算藥劑的使用量，造成藥劑的浪費，也無法保證水質(zhì)的穩(wěn)定達標。
為了解決傳統(tǒng)工藝的不足，中冶賽迪自主研發(fā)了鋼鐵行業(yè)首套礬花視境智能加藥系統(tǒng)，利用人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)，對水中的礬花進行圖像識別和自學習計算，精準控制加藥量，保證出水水質(zhì)100%穩(wěn)定達標，藥劑投加量節(jié)省30%，系統(tǒng)實現(xiàn)無人化智能運行。該產(chǎn)品已在多個鋼廠應用并進入市政領(lǐng)域。
智能高效沉淀池
有了“分鹽結(jié)晶”把守廢水零排放的最后一關(guān)，并不意味著企業(yè)可以高枕無憂。鋼廠用水大補大排，也可能導致水處理系統(tǒng)“撐不住”“吃不消”。目前，一座一千萬噸鋼鐵企業(yè)每天需要用水約10萬噸，相當于一座30萬人的城鎮(zhèn)1天的生活用水量。從源頭節(jié)約，也是鋼鐵企業(yè)綠色發(fā)展的關(guān)鍵一步。
是挑戰(zhàn)，也是不斷創(chuàng)新的動力。
在中天南通煉鐵廠腳下，四根水管源源不斷輸送著經(jīng)中央水廠處理過的四類生產(chǎn)用水，一米開外，另外兩根水管又將廠里產(chǎn)生的生活污水和生產(chǎn)廢水回送至中央水廠。與過去不同的是，這每一根水管上都安裝了一個流量監(jiān)控儀或水質(zhì)監(jiān)測儀?！斑@樣的監(jiān)控儀在每一個生產(chǎn)單元都可以找到。我們按照行業(yè)用水定額的先進值，對每個生產(chǎn)單元用水進行限額，并進行實時監(jiān)控，用水量超標或者水質(zhì)不達標，都會傳回中央水廠智控中心并自動報警?！睆埦ソ榻B道。
據(jù)計算，中天鋼鐵南通公司全面投產(chǎn)后，每生產(chǎn)一噸鋼耗用新水僅2.43立方米，這一指標只是40年前的1/20。
在中天鋼鐵南通公司四周，過去戒備森嚴的圍墻被一條環(huán)繞的護廠河取代，其“河水”其實是從7平方公里廠區(qū)內(nèi)引來的雨水。為了減少與民爭水，中冶賽迪巧妙設(shè)計了這條寬4.5米、深4.5米、長18公里的護廠河，蓄水量40萬立方米，既是重要的安防設(shè)施，也是鋼廠用水的補給。護廠河投資5億元，是常規(guī)河道建設(shè)成本的3倍多，全部用鋼筋混凝土澆筑，可杜絕內(nèi)外滲漏，防止有可能摻雜有害物質(zhì)的雨水對生態(tài)造成破壞。
這樣負責任的工程，在廠里還有很多。如過去埋在地下的給排水管全部架空于地面，防止廢水和地下水相互滲漏；在原料場、球團、焦化等重點污染區(qū)域，設(shè)置了初雨收集池，把下雨初期15分鐘的雨，也就是最容易沖刷出污染物的雨水進行單獨收集處理。于細微處見真章，中天鋼鐵南通公司切實筑牢了“零排放”防線。
通州灣畔，江海聯(lián)運，千帆競發(fā)。中天鋼鐵南通公司在逐綠而行的路上打造了一張“點綠成金”的亮麗名片。中冶賽迪也將繼續(xù)堅持自主創(chuàng)新引領(lǐng)綠色低碳發(fā)展的責任，不斷滿足人與自然和諧共生的需要，為推動鋼鐵高質(zhì)量轉(zhuǎn)型升級書寫更多生態(tài)答卷。
來源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯：張雨恬
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