中天綠色精品鋼廢水零排放項(xiàng)目,鋼鐵行業(yè)首個(gè)一步到位、實(shí)現(xiàn)“分鹽結(jié)晶”的廢水零排放項(xiàng)目
時(shí)間：2022/8/23 來源： 中冶賽迪集團(tuán)
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(jìn)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(yùn)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(gè)一步到位建成的分鹽結(jié)晶廢水零排放項(xiàng)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(yùn)行，真正實(shí)現(xiàn)廢水零排放、廢棄物不出廠，以一個(gè)鋼廠的生動(dòng)實(shí)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(biāo)桿。
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(dú)厚，“一帶一路”建設(shè)、長江經(jīng)濟(jì)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(xí)近平總書記主持召開全面推動(dòng)長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會(huì)，強(qiáng)調(diào)要在嚴(yán)格保護(hù)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(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(biāo)，明確了打造綠色鋼廠標(biāo)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(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(biāo)志。
在對中天鋼鐵南通公司項(xiàng)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(yùn)河因靠近入海口，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(jìn)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(huì)堵塞或腐蝕設(shè)備、影響產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)入自然界則會(huì)破壞生態(tài)。“分鹽結(jié)晶+廢水零排放”這一前沿技術(shù)跳入了設(shè)計(jì)者的腦海。
所謂“分鹽結(jié)晶”，就是把廢水進(jìn)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(jià)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(fù)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(jì)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(dǎo)致設(shè)施投用后運(yùn)行不穩(wěn)定、處理效果差；三是系統(tǒng)投資成本高，動(dòng)輒上億甚至數(shù)十億元，在嚴(yán)峻市場經(jīng)濟(jì)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(dá)到了國家排放標(biāo)準(zhǔn)，但始終為社會(huì)所詬病，為百姓所擔(dān)憂，也是鋼鐵行業(yè)一直以來的痛點(diǎn)。
“分鹽結(jié)晶”上還是不上？圍繞這個(gè)問題，中天鋼鐵與中冶賽迪進(jìn)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(yàn)，但環(huán)保一流，始終是我們不變的責(zé)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(jì)到具體實(shí)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(jì)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(jìn)行了細(xì)致研究，僅水源分析一項(xiàng)，就收集了通呂運(yùn)河3個(gè)河段10個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的長期水質(zhì)數(shù)據(jù)。憑借60余年的鋼鐵工程經(jīng)驗(yàn)和豐富的數(shù)據(jù)積淀，該系統(tǒng)成功預(yù)測了全廠水系統(tǒng)運(yùn)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(jì)提供了科學(xué)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(shí)現(xiàn)全廠水系統(tǒng)100%資源化利用。
最終雙方達(dá)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(jié)晶廢水“零排放”工程，守好出江入海的生態(tài)屏障，擔(dān)起鋼鐵行業(yè)的社會(huì)責(zé)任。
點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)的“鹽粒”
在中天鋼鐵南通公司，除了4個(gè)排洪口僅在特大洪澇災(zāi)害時(shí)開放外，找不到一處排水口。中冶賽迪水系統(tǒng)項(xiàng)目總工程師張峻偉介紹道，鋼廠在設(shè)計(jì)之初，就堅(jiān)持不以破壞生態(tài)為代價(jià)，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(jì)路徑。
在位于鋼廠東南角的中央水廠，每一天都會(huì)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(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)車間進(jìn)行最后的“變廢為寶”。
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(diǎn)，設(shè)計(jì)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(yùn)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(dá)到99%以上，超過國家一級標(biāo)準(zhǔn)，銷路很好。”
膜濃縮車間
從直排到零排，鋼鐵行業(yè)這一步邁得曲折而又堅(jiān)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(yīng)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(gè)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)工程，率先實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)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(shè)計(jì)、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(dòng)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(jìn)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(dú)立，實(shí)則環(huán)環(huán)相扣，哪一環(huán)的水質(zhì)出現(xiàn)波動(dòng)，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(wù)能力，結(jié)合自身領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，集成國內(nèi)先進(jìn)水處理設(shè)備供應(yīng)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(jìn)行了細(xì)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(tǒng)調(diào)試階段，面對“第一次”帶來種種預(yù)想不到的困難，技術(shù)人員扎根現(xiàn)場，反復(fù)試驗(yàn)、計(jì)算，不斷優(yōu)化配置，成功完成系統(tǒng)調(diào)試，并實(shí)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(fù)責(zé)人的單大銘表示：“項(xiàng)目投運(yùn)以來，系統(tǒng)運(yùn)行保持穩(wěn)定，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)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(jù)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(jié)產(chǎn)生的特殊廢水單獨(dú)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(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(yīng)用為鋼廠水資源管理的更高效、更精準(zhǔn)、更生態(tài)提供了新引擎。
亮點(diǎn)之一是被稱為水廠“智慧大腦”的集控中心。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(yùn)行，正前方大屏幕上，呈現(xiàn)出各種現(xiàn)場實(shí)時(shí)畫面、數(shù)據(jù)圖表，只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)，便可以查看全廠水質(zhì)及給排水設(shè)備運(yùn)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(gè)辦公地點(diǎn)，管理不方便，數(shù)據(jù)也不相通。現(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(gè)人價(jià)值也得到了提升。
亮點(diǎn)之二是行業(yè)首創(chuàng)的智能加藥系統(tǒng)。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(xiàn)大量懸浮的細(xì)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(yàn)判斷加藥劑量，但在水質(zhì)波動(dòng)大的時(shí)候，無法精準(zhǔn)計(jì)算藥劑的使用量，造成藥劑的浪費(fèi)，也無法保證水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
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(jìn)行圖像識(shí)別和自學(xué)習(xí)計(jì)算，精準(zhǔn)控制加藥量，保證出水水質(zhì)100%穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，藥劑投加量節(jié)省30%，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人化智能運(yùn)行。該產(chǎn)品已在多個(gè)鋼廠應(yīng)用并進(jìn)入市政領(lǐng)域。
亮點(diǎn)之三是智慧監(jiān)控從源頭節(jié)水。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(bǔ)大排，也可能導(dǎo)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(dāng)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。
智能高效沉淀池
是挑戰(zhàn)，也是不斷創(chuàng)新的動(dòng)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(gè)流量監(jiān)控儀或水質(zhì)監(jiān)測儀。“這樣的監(jiān)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(jiān)控，用水量超標(biāo)或者水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，都會(huì)傳回中央水廠智控中心并自動(dòng)報(bào)警。”張峻偉介紹道。
據(jù)計(jì)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(biāo)只是40年前二十分之一。
在中天鋼鐵南通公司四周，過去戒備森嚴(yán)的圍墻被一條環(huán)繞的護(hù)廠河取代，其“河水”其實(shí)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(jì)了這條寬4.5米、深4.5米、長18公里的護(hù)廠河，蓄水量40萬方，既是重要的安防設(shè)施，也是鋼廠用水的補(bǔ)給。護(hù)廠河投資5億，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(fù)責(zé)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(tuán)、焦化等重點(diǎn)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(jìn)行單獨(dú)收集處理。于細(xì)微處見真章，切實(shí)筑牢了“零排放”防線。
通州灣畔，江海聯(lián)運(yùn)，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(xù)堅(jiān)持自主創(chuàng)新引領(lǐng)綠色低碳發(fā)展的責(zé)任，不斷滿足人與自然和諧共生的需要，為推動(dòng)鋼鐵高質(zhì)量轉(zhuǎn)型升級書寫更多生態(tài)答卷。
