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(chē)間。
本報記者 陶海銀 通訊員 葉思齊
鋼鐵行業(yè)是耗水大戶(hù)，以一家千萬(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，解決水的“用”“排”問(wèn)題已然成為踐行習近平生態(tài)文明思想，推動(dòng)鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展的當務(wù)之急。
“分鹽結晶”是廢水零排放領(lǐng)域的前沿技術(shù)，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(yè)的原材料，以此實(shí)現壓降工業(yè)新水用量、廢水零排放的目的。
近年來(lái)，鋼鐵行業(yè)積極探索分鹽結晶技術(shù)應用，但由于傳統水處理設計缺少對鋼廠(chǎng)水質(zhì)水量的系統性精準預測，常規廢水預處理技術(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(chǎng)廢水達不到分鹽結晶的要求，最終影響了鋼廠(chǎng)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)給排水國家規范的制訂者，鋼廠(chǎng)廢水零排放技術(shù)的領(lǐng)先企業(yè)。在分鹽結晶領(lǐng)域，中冶賽迪能夠結合鋼鐵企業(yè)自身發(fā)展需求和鋼廠(chǎng)給排水特點(diǎn)，從總體設計、系統集成、技術(shù)創(chuàng )新等方面提供量身訂制的系統解決方案；自主研發(fā)了行業(yè)領(lǐng)先的水鹽平衡測算計算系統、“礬花視境”智能加藥系統等核心技術(shù)和產(chǎn)品，將大數據、人工智能等新技術(shù)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(shí)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(gè)一步到位的分鹽結晶廢水零排放系統，項目投產(chǎn)即實(shí)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(chǎng)的水量平衡和鹽量平衡的總稱(chēng)，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(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。
分鹽結晶系統對進(jìn)水水質(zhì)水量要求很高，既要在前期設計階段準確預測水質(zhì)水量，同時(shí)還要保證其運行過(guò)程的進(jìn)水穩定性。目前，鋼鐵行業(yè)已有數家分鹽結晶案例，但大多由于水質(zhì)水量預測控制的偏差問(wèn)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(shí)施前就準確預測了全廠(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，為工藝設計提供了科學(xué)依據。
中冶賽迪水鹽平衡設計具有獨特優(yōu)勢和先進(jìn)理念：全國領(lǐng)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(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)噸鋼耗水精確到2.43m3/t，遠低于水利部發(fā)布的先進(jìn)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，又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)廢水零排放最大的技術(shù)問(wèn)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(huán)節，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問(wèn)題。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值、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)品目前已在湛江鋼鐵、中天鋼鐵南通公司等多家鋼廠(chǎng)使用，并進(jìn)入市政領(lǐng)域。
在中天項目中央水處理廠(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(zhì)水量及時(shí)性、準確性的反饋，是鋼廠(chǎng)廢水零排放長(cháng)期穩定運行的關(guān)鍵。對水質(zhì)、水量變化反應不及時(shí)會(huì )帶來(lái)預料之外的沖擊負荷，難以保證出水水質(zhì)，進(jìn)而影響分鹽結晶系統運行穩定性。
中冶賽迪在行業(yè)率先開(kāi)發(fā)了全廠(chǎng)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(yè)智慧水控中心，將原本分散在全廠(chǎng)數十個(gè)孤立的水系統、10多萬(wàn)個(gè)數據點(diǎn)全部集中到水系統大數據平臺，對數據進(jìn)行高效集成應用、全流程實(shí)時(shí)管控，大幅提高了勞動(dòng)效率，實(shí)現系統減量，避免廢水排放，降低了生產(chǎn)成本。
在中天鋼鐵南通公司，中冶賽迪結合客戶(hù)需要，實(shí)施了一系列的智慧管控手段：以生產(chǎn)單元補水排水監控為例，按照行業(yè)用水定額的先進(jìn)值，對全廠(chǎng)各生產(chǎn)單元補水排水進(jìn)行限額限質(zhì)，并通過(guò)流量監控儀、水質(zhì)監控儀實(shí)時(shí)監控單元補水排水情況；當用水量或水質(zhì)超過(guò)冗余指標時(shí)，數據將直接傳回中央水廠(chǎng)智控中心并自動(dòng)報警，在生產(chǎn)運行階段保障用水的合理性和科學(xué)性。此項措施避免了廠(chǎng)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(chǎng)廢水零排放的長(cháng)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）
