今年四月，習(xí)近平總書記在廣東徐聞縣大水橋水庫考察時強調(diào)，我國缺水且水資源分布很不均衡。推進中國式現(xiàn)代化，要把水資源問題考慮進去，以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)，發(fā)展節(jié)水產(chǎn)業(yè)。
作為工業(yè)領(lǐng)域的“用水大戶”，鋼鐵行業(yè)耗水量約占10%，廢水排放量約占14%，以一座千萬噸級鋼鐵聯(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。因此，解決鋼鐵企業(yè)的取水（缺水）、用水及治水問題，優(yōu)化鋼鐵行業(yè)的水資源配置刻不容緩。
湛江雨水收集池
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)范的主編單位，在雨水收集、廢水分鹽結(jié)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。近年來通過自主研發(fā)，已形成10余項核心技術(shù)和產(chǎn)品，擁有先進的水處理技術(shù)及系統(tǒng)分析能力，為鋼鐵企業(yè)節(jié)約水資源、降低水能耗、解決水污染提供了優(yōu)秀的水系統(tǒng)解決方案。
做活“水方案”：雨水收集利用技術(shù)助力節(jié)水降碳、防洪排澇
我國鋼鐵企業(yè)數(shù)量多，千萬噸級的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)用水水量大，尤其是在一些淡水資源欠缺的地區(qū)，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(jié)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(guī)劃、建設(shè)和改造過程中，可有效保障企業(yè)用水安全、降低企業(yè)用水成本、助力節(jié)能降碳：僅需快速導(dǎo)入當?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)，即可自動計算出擬建雨水收集系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)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；與廠區(qū)排洪防澇相結(jié)合，建設(shè)海綿鋼廠。
對于任何擬建或建成的鋼鐵企業(yè)，只要根據(jù)其工程建設(shè)位置，便可快速導(dǎo)入當?shù)氐奶鞖赓Y料，結(jié)合鋼鐵企業(yè)自身的用水量，自動計算出不同雨水收集池規(guī)模對應(yīng)可收集的年最大雨水量并繪制出投資-效益曲線，進而獲得最優(yōu)的雨水收集池建設(shè)規(guī)模。同時，在鋼鐵企業(yè)規(guī)劃、建設(shè)階段，本技術(shù)還可以指導(dǎo)全廠排洪防澇的設(shè)計，助力建成節(jié)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，匯集至雨水收集池。收集池中的雨水送至中央水廠，經(jīng)混凝、沉淀、過濾等工藝后制成工業(yè)新水，再供給鐵、鋼、軋等各個單元使用。
寶鋼湛江鋼鐵雨水收集利用系統(tǒng)年收集雨水量約1100-1600萬m3，相當于一個西湖的總水量，為企業(yè)每年節(jié)約用水成本約2000多萬元。在為企業(yè)節(jié)約傳統(tǒng)水資源的同時，為湛江市民節(jié)省了淡水資源，實現(xiàn)企業(yè)與城市共融；該項目還在2014年特大臺風(fēng)事件中，保證了廠區(qū)雨水及時排放，避免廠區(qū)發(fā)生內(nèi)澇，保障了全廠的排洪防澇安全。
用好“每滴水”：廢水零排放技術(shù)實現(xiàn)“變廢為寶”
蒸發(fā)車間
要最大程度節(jié)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，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題在于水鹽平衡，即全廠的水量平衡和鹽量平衡，用于規(guī)劃和指導(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。
中冶賽迪對于鋼鐵企業(yè)的水鹽平衡有著豐富的理論認知和實踐經(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用水量預(yù)測更精準。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（南通）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降低到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，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(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，也有利于控制分鹽結(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)零排放最大的技術(shù)障礙，實現(xiàn)了全廠廢水的100%資源化回用。
杜絕“水污染”：“礬花視境”智能加藥系統(tǒng)讓水質(zhì)更穩(wěn)定
絮凝沉淀是廢水零排放系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，其關(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情況。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、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(xué)習(xí)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)品目前已在寶鋼湛江鋼鐵、中天（南通）綠色精品鋼等多個鋼廠使用，并進入市政領(lǐng)域。
礬花視鏡
在中天（南通）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，并保證出水濁度穩(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)的不停機穩(wěn)定運行，杜絕了水污染發(fā)生的可能。
水資源是人類賴以生存和發(fā)展的生命之源，也是經(jīng)濟社會發(fā)展不可或缺的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。解決好鋼鐵行業(yè)的取水（缺水）、用水及治水問題，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，推動實現(xiàn)“雙碳”目標的生動實踐。持續(xù)為鋼鐵行業(yè)提供強勁“水動力”，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(xù)深入貫徹落實“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”，為推進中國式現(xiàn)代化添磚加瓦。
水資源事業(yè)本部 葉思齊 王宗萍
