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(yè)是耗水大戶，以一家千萬噸級鋼鐵聯(lián)合企業(yè)為例，每天用水量約10萬噸，產(chǎn)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(tài)文明思想，推動鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展的當務(wù)之急。
“分鹽結(jié)晶”是廢水零排放領(lǐng)域的前沿技術(shù)，能夠?qū)U水中的水鹽分離、冷凝水回用，鹽晶則可作為其他行業(yè)的原材料，以此實現(xiàn)壓降工業(yè)新水用量、廢水零排放的目的。
近年來，鋼鐵行業(yè)積極探索分鹽結(jié)晶技術(shù)應(yīng)用，但由于傳統(tǒng)水處理設(shè)計缺少對鋼廠水質(zhì)水量的系統(tǒng)性精準預(yù)測，常規(guī)廢水預(yù)處理技術(shù)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(jié)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(yè)給排水系統(tǒng)工程技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗，掌握鋼廠水處理核心技術(shù)，是鋼鐵行業(yè)給排水國家規(guī)范的制訂者，鋼廠廢水零排放技術(shù)的領(lǐng)先企業(yè)。在分鹽結(jié)晶領(lǐng)域，中冶賽迪能夠結(jié)合鋼鐵企業(yè)自身發(fā)展需求和鋼廠給排水特點，從總體設(shè)計、系統(tǒng)集成、技術(shù)創(chuàng)新等方面提供量身訂制的系統(tǒng)解決方案；自主研發(fā)了行業(yè)領(lǐng)先的水鹽平衡測算計算系統(tǒng)、“礬花視境”智能加藥系統(tǒng)等核心技術(shù)和產(chǎn)品，將大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)與水鹽平衡相結(jié)合，精確控制水處理效果，助力分鹽結(jié)晶系統(tǒng)穩(wěn)定運行、成本可控，真正實現(xiàn)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(nèi)首個一步到位的分鹽結(jié)晶廢水零排放系統(tǒng)，項目投產(chǎn)即實現(xiàn)零排放，系統(tǒng)運行持續(xù)穩(wěn)定。
水鹽平衡精確測算
支撐廢水零排放頂層設(shè)計
水鹽平衡是全廠的水量平衡和鹽量平衡的總稱，用于規(guī)劃并指導(dǎo)水處理設(shè)施的具體設(shè)計。水鹽平衡的系統(tǒng)性精準預(yù)測及設(shè)計對于鋼鐵企業(yè)水處理工藝選擇起著至關(guān)重要的作用，也是廢水零排放成功的關(guān)鍵。
分鹽結(jié)晶系統(tǒng)對進水水質(zhì)水量要求很高，既要在前期設(shè)計階段準確預(yù)測水質(zhì)水量，同時還要保證其運行過程的進水穩(wěn)定性。目前，鋼鐵行業(yè)已有數(shù)家分鹽結(jié)晶案例，但大多由于水質(zhì)水量預(yù)測控制的偏差問題，導(dǎo)致分鹽結(jié)晶系統(tǒng)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(yù)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)，為工藝設(shè)計提供了科學依據(jù)。
中冶賽迪水鹽平衡設(shè)計具有獨特優(yōu)勢和先進理念：全國領(lǐng)先的水鹽平衡計算模型。運用大數(shù)據(jù)算法，對國內(nèi)數(shù)十家鋼鐵企業(yè)的實際運行數(shù)據(jù)進行挖掘與分析，獨創(chuàng)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(yù)測了水系統(tǒng)的用水量，輔以先進的雨水收集利用系統(tǒng)，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(fā)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(zhì)的精準預(yù)測，提出了Na、K、Ca分而治之的對策。根據(jù)廢水來源及水質(zhì)的不同，將全廠廢水、洗氯灰廢水、脫硫廢水進行獨立分鹽結(jié)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(jié)晶系統(tǒng)的進水水質(zhì)，提升鹽晶品質(zhì)、降低運行成本。目前實際生產(chǎn)的NaCl純度達99%，滿足工業(yè)干鹽一級標準，成為行業(yè)內(nèi)首個高精度預(yù)測水質(zhì)的成功案例，解決了鋼鐵行業(yè)廢水零排放最大的技術(shù)問題。
人工智能加藥系統(tǒng)
奠定廢水零排放底層基礎(chǔ)
絮凝沉淀是廢水零排放系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，關(guān)鍵在于有效控制絮凝沉淀工藝的加藥量。過去，專業(yè)人員要定期到絮凝沉淀池現(xiàn)場巡檢，根據(jù)肉眼觀察和經(jīng)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(dǎo)致分鹽結(jié)晶進水水質(zhì)發(fā)生變化，影響分鹽結(jié)晶效果，同時還容易使膜系統(tǒng)發(fā)生結(jié)晶體污堵、有機污堵、結(jié)垢污堵等現(xiàn)象，給鋼廠帶來較高的運行成本。
為解決傳統(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)，結(jié)合公司多年的“除硬”實驗研究，利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，內(nèi)置PH值、攪拌G值等關(guān)鍵參數(shù)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(shè)備取代傳統(tǒng)人工加藥。
該專利產(chǎn)品不僅節(jié)約了藥劑成本和人工成本，還有力保障了出水水質(zhì)的穩(wěn)定性，降低了懸浮物和硬度，有效解決了后續(xù)膜系統(tǒng)的污堵與結(jié)垢情況。該產(chǎn)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(lǐng)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(tǒng)，實現(xiàn)了30%以上的藥劑量節(jié)約，并保證水濁度穩(wěn)定在1NTU以下，硬度穩(wěn)定在150mg/L以下，保證了后續(xù)膜系統(tǒng)和分鹽結(jié)晶系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。
數(shù)字化管控
保證廢水零排放穩(wěn)定運行
在運行管理中對水質(zhì)水量及時性、準確性的反饋，是鋼廠廢水零排放長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。對水質(zhì)、水量變化反應(yīng)不及時會帶來預(yù)料之外的沖擊負荷，難以保證出水水質(zhì)，進而影響分鹽結(jié)晶系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。
中冶賽迪在行業(yè)率先開發(fā)了全廠水系統(tǒng)全流程集中智能管控平臺，2019年在寶鋼湛江鋼鐵成功建設(shè)了全球首座鋼鐵企業(yè)智慧水控中心，將原本分散在全廠數(shù)十個孤立的水系統(tǒng)、10多萬個數(shù)據(jù)點全部集中到水系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺，對數(shù)據(jù)進行高效集成應(yīng)用、全流程實時管控，大幅提高了勞動效率，實現(xiàn)系統(tǒng)減量，避免廢水排放，降低了生產(chǎn)成本。
在中天鋼鐵南通公司，中冶賽迪結(jié)合客戶需要，實施了一系列的智慧管控手段：以生產(chǎn)單元補水排水監(jiān)控為例，按照行業(yè)用水定額的先進值，對全廠各生產(chǎn)單元補水排水進行限額限質(zhì)，并通過流量監(jiān)控儀、水質(zhì)監(jiān)控儀實時監(jiān)控單元補水排水情況；當用水量或水質(zhì)超過冗余指標時，數(shù)據(jù)將直接傳回中央水廠智控中心并自動報警，在生產(chǎn)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(nèi)水資源大補、大排現(xiàn)象，也減小了后續(xù)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(wěn)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）
