今年四月，習近平總書(shū)記在廣東徐聞縣大水橋水庫考察時(shí)強調，我國缺水且水資源分布很不均衡。推進(jìn)中國式現代化，要把水資源問(wèn)題考慮進(jìn)去，以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)，發(fā)展節水產(chǎn)業(yè)。
作為工業(yè)領(lǐng)域的“用水大戶(hù)”，鋼鐵行業(yè)耗水量約占10%，廢水排放量約占14%，以一座千萬(wàn)噸級鋼鐵聯(lián)合企業(yè)為例，每天用水量約10萬(wàn)噸，產(chǎn)生廢水約3萬(wàn)噸。因此，解決鋼鐵企業(yè)的取水（缺水）、用水及治水問(wèn)題，優(yōu)化鋼鐵行業(yè)的水資源配置刻不容緩。
中冶賽迪擁有60余年鋼鐵行業(yè)給排水系統工程技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗，掌握鋼廠(chǎng)水處理核心技術(shù)，是鋼鐵行業(yè)給排水國家規范的主編單位，在雨水收集、廢水分鹽結晶及智慧水處理等領(lǐng)域擁有行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)能力。近年來(lái)通過(guò)自主研發(fā)，已形成10余項核心技術(shù)和產(chǎn)品，擁有先進(jìn)的水處理技術(shù)及系統分析能力，為鋼鐵企業(yè)節約水資源、降低水能耗、解決水污染提供了優(yōu)秀的水系統解決方案。
做活“水方案”：
雨水收集利用技術(shù)助力節水降碳、防洪排澇
我國鋼鐵企業(yè)數量多，千萬(wàn)噸級的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)用水水量大，尤其是在一些淡水資源欠缺的地區，鋼鐵企業(yè)水資源形勢嚴峻，若能有效利用雨水資源，則可以節約水資源，降低企業(yè)用水成本。
中冶賽迪雨水收集利用技術(shù)面向鋼鐵企業(yè)雨水資源化利用，有效運用在鋼鐵企業(yè)規劃、建設和改造過(guò)程中，可有效保障企業(yè)用水安全、降低企業(yè)用水成本、助力節能降碳：僅需快速導入當地的氣象數據，即可自動(dòng)計算出擬建雨水收集系統的最優(yōu)規模；以盡量少的投資回用盡量多的雨水，降低鋼鐵企業(yè)的用水成本；與廠(chǎng)區排洪防澇相結合，建設海綿鋼廠(chǎng)。
對于任何擬建或建成的鋼鐵企業(yè)，只要根據其工程建設位置，便可快速導入當地的天氣資料，結合鋼鐵企業(yè)自身的用水量，自動(dòng)計算出不同雨水收集池規模對應可收集的年最大雨水量并繪制出投資-效益曲線(xiàn)，進(jìn)而獲得最優(yōu)的雨水收集池建設規模。同時(shí)，在鋼鐵企業(yè)規劃、建設階段，本技術(shù)還可以指導全廠(chǎng)排洪防澇的設計，助力建成節水型、海綿型的鋼鐵企業(yè)。
在中冶賽迪承擔的寶鋼湛江鋼鐵雨水收集利用項目中，經(jīng)約40km的雨水管網(wǎng)將流域面積約35平方公里雨水收集起來(lái)，匯集至雨水收集池。收集池中的雨水送至中央水廠(chǎng)，經(jīng)混凝、沉淀、過(guò)濾等工藝后制成工業(yè)新水，再供給鐵、鋼、軋等各個(gè)單元使用。
圖為湛江鋼鐵雨水收集池
寶鋼湛江鋼鐵雨水收集利用系統年收集雨水量約1100-1600萬(wàn)m3，相當于一個(gè)西湖的總水量，為企業(yè)每年節約用水成本約2000多萬(wàn)元。在為企業(yè)節約傳統水資源的同時(shí)，為湛江市民節省了淡水資源，實(shí)現企業(yè)與城市共融；該項目還在2014年特大臺風(fēng)事件中，保證了廠(chǎng)區雨水及時(shí)排放，避免廠(chǎng)區發(fā)生內澇，保障了全廠(chǎng)的排洪防澇安全。
用好“每滴水”：
廢水零排放技術(shù)實(shí)現“變廢為寶”
要最大程度節約水資源，勢必要做到廢水零排放，在完全杜絕對外污染的同時(shí)，將自身的廢水大量回用，才能盡可能減少對外界水資源的取用。鋼鐵企業(yè)廢水零排放的核心問(wèn)題在于水鹽平衡，即全廠(chǎng)的水量平衡和鹽量平衡，用于規劃和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(yè)水處理工藝選擇起著(zhù)至關(guān)重要的作用，也是廢水零排放成功的關(guān)鍵。
中冶賽迪對于鋼鐵企業(yè)的水鹽平衡有著(zhù)豐富的理論認知和實(shí)踐經(jīng)驗，在中天（南通）綠色精品鋼項目中成功運用并取得良好效果：
獨創(chuàng )全國領(lǐng)先的水鹽平衡計算模型讓全廠(chǎng)用水量預測更精準。運用大數據算法，對國內數十家鋼鐵企業(yè)的實(shí)際運行數據進(jìn)行挖掘與分析，獨創(chuàng )了水鹽平衡計算模型，以中天（南通）項目中央水處理廠(chǎng)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(jìn)的雨水收集利用系統，進(jìn)一步減少鋼廠(chǎng)實(shí)際取水量，最終將全廠(chǎng)噸鋼耗水降低到2.43m3/t，遠低于水利部發(fā)布的先進(jìn)值（3.2m/t）要求。
“三粒鹽”分治，解決廢水零排放技術(shù)障礙。中冶賽迪基于對中天（南通）項目水質(zhì)的精準預測，提出了Na、K、Ca分而治之的對策。根據廢水來(lái)源及水質(zhì)的不同，將全廠(chǎng)廢水、洗氯灰廢水、脫硫廢水進(jìn)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，也有利于控制分鹽結晶系統的進(jìn)水水質(zhì)，提升鹽晶品質(zhì)、降低運行成本。目前實(shí)際生產(chǎn)的NaCl純度達99%，滿(mǎn)足工業(yè)干鹽一級標準，成為行業(yè)內首個(gè)高精度預測水質(zhì)的成功案例，解決了鋼鐵行業(yè)零排放最大的技術(shù)障礙，實(shí)現了全廠(chǎng)廢水的100%資源化回用。
圖為蒸發(fā)車(chē)間
杜絕“水污染”：
“礬花視境”智能加藥系統讓水質(zhì)更穩定
絮凝沉淀是廢水零排放系統的重要環(huán)節，其關(guān)鍵在于有效控制絮凝沉淀工藝的加藥量。過(guò)去，專(zhuān)業(yè)人員要定期到絮凝沉淀池現場(chǎng)巡檢，根據肉眼觀(guān)察和經(jīng)驗判斷加藥計量，但存在加藥時(shí)間、藥劑量控制不精確的情況。如果加藥量大，會(huì )引入不必要的鹽分，導致分鹽結晶進(jìn)水水質(zhì)發(fā)生變化，影響分鹽結晶效果，同時(shí)還容易使膜系統發(fā)生結晶體污堵、有機污堵、結垢污堵等現象，給鋼廠(chǎng)帶來(lái)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(fā)了鋼鐵行業(yè)首套“礬花視境”智能加藥系統，結合公司多年的“除硬”實(shí)驗研究，利用人工智能和大數據技術(shù)，內置pH、攪拌G值等關(guān)鍵參數特性，對水中的礬花進(jìn)行圖像識別和自學(xué)習計算，以智能化設備取代傳統人工加藥。
該專(zhuān)利產(chǎn)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(zhì)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(chǎn)品目前已在寶鋼湛江鋼鐵、中天（南通）綠色精品鋼等多個(gè)鋼廠(chǎng)使用，并進(jìn)入市政領(lǐng)域。
在中天（南通）中央水處理廠(chǎng)，通過(guò)采用礬花視鏡智能加藥系統，實(shí)現了30%以上的藥劑量節約，并保證出水濁度穩定在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不停機穩定運行，杜絕了水污染發(fā)生的可能。
圖為礬花視鏡
水資源是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的生命之源，也是經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展不可或缺的重要物質(zhì)基礎。解決好鋼鐵行業(yè)的取水（缺水）、用水及治水問(wèn)題，助力鋼鐵行業(yè)水資源循環(huán)利用，是中冶賽迪貫徹新發(fā)展理念，推動(dòng)實(shí)現“雙碳”目標的生動(dòng)實(shí)踐。持續為鋼鐵行業(yè)提供強勁“水動(dòng)力”，需要水資源取用合理，需要水使用經(jīng)濟高效，需要水防治保障可靠。中冶賽迪將持續深入貫徹落實(shí)“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)”的“四水四定”重要原則，在技術(shù)上不斷積累創(chuàng )新，做活“水方案”，用好“每滴水”，杜絕“水污染”，為推進(jìn)中國式現代化添磚加瓦。（葉思齊 王宗萍）
