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(wàn)噸級鋼鐵廠(chǎng)，地上地下無(wú)一處排水口，每年上千萬(wàn)噸廢水滴水不外排；
鋼廠(chǎng)水處理系統喝進(jìn)去的是黑臭廢水，吐出來(lái)的是值錢(qián)的鹽粒；
智能化大數據技術(shù)助力無(wú)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的國內首個(gè)一步到位建成的分鹽結晶廢水零排放項目在中天（南通）綠色精品鋼基地（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中天鋼鐵南通公司）投入運行，真正實(shí)現廢水零排放、廢棄物不出廠(chǎng)，以一個(gè)鋼廠(chǎng)的生動(dòng)實(shí)踐，詮釋了“綠水青山就是金山銀山”，樹(shù)立了未來(lái)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，區位優(yōu)勢得天獨厚，“一帶一路”建設、長(cháng)江經(jīng)濟帶發(fā)展、長(cháng)三角區域一體化等國家戰略交匯疊加。
2020年11月，習近平總書(shū)記主持召開(kāi)全面推動(dòng)長(cháng)江經(jīng)濟帶發(fā)展座談會(huì )，強調要在嚴格保護生態(tài)環(huán)境的前提下，全面提高資源利用效率，加快推動(dòng)綠色低碳發(fā)展，努力建設人與自然和諧共生的綠色發(fā)展示范帶。同年開(kāi)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(chǎng)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(shí)現水資源的高效利用，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，鋼廠(chǎng)取水地通呂運河因靠近入?？?，河水中鹽含量是長(cháng)江上游的近2倍，而鋼廠(chǎng)又建于海邊，其雨水、地下水的含鹽量都高于內陸城市。這意味著(zhù)，鋼廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)論是新水還是廢水，都必須進(jìn)行除鹽處理，否則鹽分中的有害物質(zhì)，長(cháng)期在廠(chǎng)內循環(huán)使用，會(huì )堵塞或腐蝕設備、影響產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)入自然界則會(huì )破壞生態(tài)?！胺蛀}結晶+廢水零排放”這一前沿技術(shù)跳入了設計者的腦海。
所謂“分鹽結晶”，就是把廢水進(jìn)行水鹽分離，純凈水供鋼廠(chǎng)回用，鹽水通過(guò)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(jià)值。
一直以來(lái)，鋼鐵行業(yè)都在探索“分鹽結晶”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(zhuān)家張曉衛分析道，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；二是系統對設計技術(shù)要求極高，沒(méi)有對鋼廠(chǎng)水處理工藝的深刻理解和全局把控能力，就可能導致設施投用后運行不穩定、處理效果差；三是系統投資成本高，動(dòng)輒上億甚至數十億元，在嚴峻市場(chǎng)經(jīng)濟形勢下，往往令鋼企望而卻步。
因此，大多數鋼鐵企業(yè)水處理廠(chǎng)只能建到常規過(guò)濾環(huán)節，部分無(wú)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，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(huì )所詬病，為百姓所擔憂(yōu)，也是鋼鐵行業(yè)一直以來(lái)的痛點(diǎn)。
“分鹽結晶”上還是不上？圍繞這個(gè)問(wèn)題，中天鋼鐵與中冶賽迪進(jìn)行了數月的論證。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?！?/div>
為了打消客戶(hù)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計到具體實(shí)施的系統解決方案，并自主開(kāi)發(fā)了一套鋼鐵企業(yè)水鹽平衡計算系統，對全廠(chǎng)取水、物料洗滌、處理加藥等主要環(huán)節帶入系統的污染物進(jìn)行了細致研究，僅水源分析一項，就收集了通呂運河3個(gè)河段10個(gè)監測點(diǎn)的長(cháng)期水質(zhì)數據。憑借60余年的鋼鐵工程經(jīng)驗和豐富的數據積淀，該系統成功預測了全廠(chǎng)水系統運行產(chǎn)生的廢水的關(guān)鍵水質(zhì)和主要成分參數，對水系統設計提供了科學(xué)依據。通過(guò)分鹽結晶，不僅每年可以減排廢水量1200萬(wàn)噸，還可以實(shí)現全廠(chǎng)水系統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(shí)施鋼鐵行業(yè)首個(gè)一步到位的分鹽結晶廢水“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(huì )責任。
點(diǎn)綠成金：分鹽結晶變廢為寶，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(gè)排洪口僅在特大洪澇災害時(shí)開(kāi)放外，找不到一處排水口。中冶賽迪水系統項目總工程師張峻偉介紹道，鋼廠(chǎng)在設計之初，就堅持不以破壞生態(tài)為代價(jià)，無(wú)論地上地下都不設排水口，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(chǎng)，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(chǎng)東南角的中央水廠(chǎng)，每一天都會(huì )接收來(lái)自各生產(chǎn)單元的4萬(wàn)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(chǎng)通過(guò)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(zhù)進(jìn)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(jìn)入蒸發(fā)車(chē)間進(jìn)行最后的“變廢為寶”。
膜濃縮車(chē)間
深度處理車(chē)間
蒸發(fā)車(chē)間內景
蒸發(fā)車(chē)間外景
中冶賽迪在常規廢水深度處理的基礎上，針對中天鋼鐵南通公司水源硬度較大、含鹽量高的特點(diǎn)，設計了納濾分鹽蒸發(fā)結晶為核心的濃縮提鹽技術(shù)。
在中央水廠(chǎng)末端的蒸發(fā)車(chē)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(chē)間運營(yíng)人員劉波說(shuō)：“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(guò)國家一級標準，銷(xiāo)路很好?！?/div>
中央水廠(chǎng)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(kāi)始探索廢水零排放技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應用，先后建設了新疆八鋼、河北敬業(yè)、寶鋼湛江鋼鐵、重慶鋼鐵等多個(gè)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)水系統工程，率先實(shí)現了國內鋼鐵行業(yè)廢水零排放技術(shù)從全面引進(jìn)到自主創(chuàng )新、自主設計、自主集成的轉變，并與寶鋼湛江鋼鐵通過(guò)十年艱苦攻關(guān)，分步推動(dòng)了從深海排放、近零排放到分鹽結晶零排放的蛻變。
為了確保中天鋼鐵南通公司分鹽結晶工程建設一步到位，中冶賽迪工程技術(shù)人員進(jìn)行了大量的技術(shù)創(chuàng )新。中央水廠(chǎng)里大大小小20多座建筑物，看似各自獨立，實(shí)則環(huán)環(huán)相扣，哪一環(huán)的水質(zhì)出現波動(dòng)，都可能影響最終出鹽的穩定性和成品品質(zhì)。
中冶賽迪充分發(fā)揮總承包服務(wù)能力，結合自身領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，集成國內先進(jìn)水處理設備供應商，對全流程工藝的設置，包括采用的設備、規模、功能參數等都進(jìn)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(diǎn)的水處理方案。在系統調試階段，面對“第一次”帶來(lái)種種預想不到的困難，技術(shù)人員扎根現場(chǎng)，反復試驗、計算，不斷優(yōu)化配置，成功完成系統調試，并實(shí)現投產(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(chǎng)負責人的單大銘表示：“項目投運以來(lái)，系統運行保持穩定，主要技術(shù)指標達到行業(yè)領(lǐng)先水平。事實(shí)證明，中天鋼鐵選擇中冶賽迪是正確的！”
據介紹，中天鋼鐵南通公司二期工程還將進(jìn)一步優(yōu)化零排放工程，針對部分環(huán)節產(chǎn)生的特殊廢水單獨設置分鹽結晶車(chē)間，生產(chǎn)不同類(lèi)型的鹽產(chǎn)品，為企業(yè)創(chuàng )造更大價(jià)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(chǎng)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(chǎng)集控室
來(lái)到中天鋼鐵南通公司中央水廠(chǎng)集控中心，3名員工正通過(guò)電腦控制水廠(chǎng)的運行，正前方大屏幕上，呈現出各種現場(chǎng)實(shí)時(shí)畫(huà)面、數據圖表，只需輕點(diǎn)鼠標，便可以查看全廠(chǎng)水質(zhì)及給排水設備運行情況。一名操作工說(shuō)，在他過(guò)去工作的鋼廠(chǎng)，給水和排水是兩套監管系統、兩個(gè)辦公地點(diǎn)，管理不方便，數據也不相通?，F在，通過(guò)集中智能化管控，同樣人數可以完成過(guò)去兩倍以上的工作量，而且更全面地了解全廠(chǎng)水系統情況，個(gè)人價(jià)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(gè)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(jiàn)底。這一技術(shù)叫混凝沉淀工藝。過(guò)去，專(zhuān)業(yè)人員要定期到現場(chǎng)巡檢，根據肉眼觀(guān)察和經(jīng)驗判斷加藥劑量，但在水質(zhì)波動(dòng)大的時(shí)候，無(wú)法精準計算藥劑的使用量，造成藥劑的浪費，也無(wú)法保證水質(zhì)的穩定達標。
為了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，利用人工智能、大數據技術(shù)，對水中的礬花進(jìn)行圖像識別和自學(xué)習計算，精準控制加藥量，保證出水水質(zhì)100%穩定達標，藥劑投加量節省30%，系統實(shí)現無(wú)人化智能運行。該產(chǎn)品已在多個(gè)鋼廠(chǎng)應用并進(jìn)入市政領(lǐng)域。
智能高效沉淀池
有了“分鹽結晶”把守廢水零排放的最后一關(guān)，并不意味著(zhù)企業(yè)可以高枕無(wú)憂(yōu)。鋼廠(chǎng)用水大補大排，也可能導致水處理系統“撐不住”“吃不消”。目前，一座一千萬(wàn)噸鋼鐵企業(yè)每天需要用水約10萬(wàn)噸，相當于一座30萬(wàn)人的城鎮1天的生活用水量。從源頭節約，也是鋼鐵企業(yè)綠色發(fā)展的關(guān)鍵一步。
是挑戰，也是不斷創(chuàng )新的動(dòng)力。
在中天南通煉鐵廠(chǎng)腳下，四根水管源源不斷輸送著(zhù)經(jīng)中央水廠(chǎng)處理過(guò)的四類(lèi)生產(chǎn)用水，一米開(kāi)外，另外兩根水管又將廠(chǎng)里產(chǎn)生的生活污水和生產(chǎn)廢水回送至中央水廠(chǎng)。與過(guò)去不同的是，這每一根水管上都安裝了一個(gè)流量監控儀或水質(zhì)監測儀?！斑@樣的監控儀在每一個(gè)生產(chǎn)單元都可以找到。我們按照行業(yè)用水定額的先進(jìn)值，對每個(gè)生產(chǎn)單元用水進(jìn)行限額，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，用水量超標或者水質(zhì)不達標，都會(huì )傳回中央水廠(chǎng)智控中心并自動(dòng)報警?！睆埦ソ榻B道。
據計算，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(guò)去戒備森嚴的圍墻被一條環(huán)繞的護廠(chǎng)河取代，其“河水”其實(shí)是從7平方公里廠(chǎng)區內引來(lái)的雨水。為了減少與民爭水，中冶賽迪巧妙設計了這條寬4.5米、深4.5米、長(cháng)18公里的護廠(chǎng)河，蓄水量40萬(wàn)立方米，既是重要的安防設施，也是鋼廠(chǎng)用水的補給。護廠(chǎng)河投資5億元，是常規河道建設成本的3倍多，全部用鋼筋混凝土澆筑，可杜絕內外滲漏，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(chǎng)里還有很多。如過(guò)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(chǎng)、球團、焦化等重點(diǎn)污染區域，設置了初雨收集池，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(jìn)行單獨收集處理。于細微處見(jiàn)真章，中天鋼鐵南通公司切實(shí)筑牢了“零排放”防線(xiàn)。
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(diǎn)綠成金”的亮麗名片。中冶賽迪也將繼續堅持自主創(chuàng )新引領(lǐng)綠色低碳發(fā)展的責任，不斷滿(mǎn)足人與自然和諧共生的需要，為推動(dòng)鋼鐵高質(zhì)量轉型升級書(shū)寫(xiě)更多生態(tài)答卷。
來(lái)源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯：張雨恬
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