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            中天绿色精品钢废水零排放项目,钢铁行业首个一步到位、实现“分盐结晶”的废水零排放项目

            时间:2022/8/23 来源: 中冶赛迪集团


            千万吨级钢铁厂,地上地下无一处排水口,每年上千万吨废水滴水不外排;

            钢厂水处理系统喝进去的是黑臭废水,吐出来的是值钱的盐粒;

            智能化大数据技术助力无人化运行,让废水处理变得更聪明。

            今年5月19日,中冶赛迪总承包建设的国内首个一步到位建成的分盐结晶废水零排放项目在中天(南通)绿色精品钢基地(以下简称中天钢铁南通公司)投入运行,真正实现废水零排放、废弃物不出厂,以一个钢厂的生动实践,诠释了“绿水青山就是金山银山”,树立了未来钢铁高质量发展的绿色生态标杆。

            逐绿而行:矢志打通废水零排放最后一公里,守好出江入海生态屏障

            中天钢铁南通公司,全球在建单体最大钢铁基地,位于江苏省唯一滨江临海城市南通。这里集黄金水道和黄金海岸于一身,区位优势得天独厚,“一带一路”建设、长江经济带发展、长三角区域一体化等国家战略交汇叠加。
            2020年11月,习近平总书记主持召开全面推动长江经济带发展座谈会,强调要在严格;ど肪车那疤嵯,全面提高资源利用效率,加快推动绿色低碳发展,努力建设人与自然和谐共生的绿色发展示范带。同年开工的中天钢铁南通公司,以“装备一流、环保一流、品牌一流、管理一流、效益一流”为目标,明确了打造绿色钢厂标杆的愿景。

            水是钢铁生产所必须的资源。在所有工业领域中,钢铁行业耗水量约占10%,废水排放量约占14%。实现水资源的高效利用,是钢铁行业高质量发展的重要标志。

            在对中天钢铁南通公司项目水资源的考察中,中冶赛迪工程技术人员发现,钢厂取水地通吕运河因靠近入?,河水中盐含量是长江上游的近2倍,而钢厂又建于海边,其雨水、地下水的含盐量都高于内陆城市。这意味着,钢厂生产过程中,无论是新水还是废水,都必须进行除盐处理,否则盐分中的有害物质,长期在厂内循环使用,会堵塞或腐蚀设备、影响产品质量,进入自然界则会破坏生态!胺盅谓峋+废水零排放”这一前沿技术跳入了设计者的脑海。

            所谓“分盐结晶”,就是把废水进行水盐分离,纯净水供钢厂回用,盐水通过高温加热,蒸发掉水分,余下盐晶,作为某些行业的重要原料,纯度越高,越有利用价值。

            一直以来,钢铁行业都在探索“分盐结晶”工艺打通废水零排放“最后一公里”,但成功案例却不多。中冶赛迪水处理技术首席专家张晓卫分析道:一是废水成分复杂,处理难度大,很有可能“蒸”出危废,对环境造成更大威胁;二是系统对设计技术要求极高,没有对钢厂水处理工艺的深刻理解和全局把控能力,就可能导致设施投用后运行不稳定、处理效果差;三是系统投资成本高,动辄上亿甚至数十亿元,在严峻市场经济形势下,往往令钢企望而却步。

            因此,大多数钢铁企业水处理厂只能建到常规过滤环节,部分无法深度处理的含有污染物质的废水,要么被用在对水质要求不高的生产环节,要么排入江河。尽管这些水质达到了国家排放标准,但始终为社会所诟病,为百姓所担忧,也是钢铁行业一直以来的痛点。
            “分盐结晶”上还是不上?围绕这个问题,中天钢铁与中冶赛迪进行了数月的论证。中天钢铁南通公司能源管控中心副主任单大铭回忆道:“系统成功与否,都是对中天钢铁的巨大考验,但环保一流,始终是我们不变的责任和追求!

            为了打消客户疑虑,中冶赛迪凭借60余年深厚的技术积淀,为中天钢铁提出了从顶层设计到具体实施的系统解决方案,并自主开发了一套钢铁企业水盐平衡计算系统,对全厂取水、物料洗涤、处理加药等主要环节带入系统的污染物进行了细致研究,仅水源分析一项,就收集了通吕运河3个河段10个监测点的长期水质数据。凭借60余年的钢铁工程经验和丰富的数据积淀,该系统成功预测了全厂水系统运行产生的废水的关键水质和主要成分参数,对水系统设计提供了科学依据。通过分盐结晶,不仅每年可以减排废水量1200万吨,还可以实现全厂水系统100%资源化利用。

            最终双方达成一致,由中冶赛迪作为总承包单位,与中天钢铁共同实施钢铁行业首个一步到位的分盐结晶废水“零排放”工程,守好出江入海的生态屏障,担起钢铁行业的社会责任。


            点绿成金:分盐结晶变废为宝,从黑臭废水里“蒸”出超国家一级标准的“盐!

            在中天钢铁南通公司,除了4个排洪口仅在特大洪涝灾害时开放外,找不到一处排水口。中冶赛迪水系统项目总工程师张峻伟介绍道,钢厂在设计之初,就坚持不以破坏生态为代价,无论地上地下都不设排水口,就是要真正做到不外排一滴水、不污染一寸土。
            那么,偌大的钢厂,废水都到哪里了呢?

            中冶赛迪携手中天钢铁南通公司,成功探索了“变废为宝”的经济路径。

            在位于钢厂东南角的中央水厂,每一天都会接收来自各生产单元的4万多吨废水。这些废水含有重金属、微生物以及酸、碱、盐等有害物质,有的呈黑色、绿色等颜色,有的伴有刺激性气味。中央水厂通过各道净化工序,将废水制成纯水全部回送至各生产单元,被分离的盐水不再对外排放,而是紧接着进入超滤、纳滤、高压反渗透等工序,得到以氯离子为主的高浓盐水,并进入蒸发车间进行最后的“变废为宝”。

            中冶赛迪在常规废水深度处理的基础上,针对中天钢铁南通公司水源硬度较大、含盐量高的特点,设计了纳滤分盐蒸发结晶为核心的浓缩提盐技术。

            在中央水厂末端的蒸发车间,再也看不到大型的水池和汩汩的废水,取而代之的是一袋袋白花花的粉末,即氯化钠盐,整齐堆放在一座小型仓库。车间运营人员刘波说:“这些盐一袋是一吨重,每天可以生产20袋,纯度达到99%以上,超过国家一级标准,销路很好!

            膜浓缩车间

            从直排到零排,钢铁行业这一步迈得曲折而又坚定。

            自2010年起,中冶赛迪就开始探索废水零排放技术在钢铁行业的应用,先后建设了新疆八钢、河北敬业、宝钢湛江钢铁、重庆钢铁等多个重点钢铁企业水系统工程,率先实现了国内钢铁行业废水零排放技术从全面引进到自主创新、自主设计、自主集成的转变,并与宝钢湛江钢铁通过十年艰苦攻关,分步推动了从深海排放、近零排放到分盐结晶零排放的蜕变。

            为了确保中天钢铁南通公司分盐结晶工程建设一步到位,中冶赛迪工程技术人员进行了大量的技术创新。中央水厂里大大小小20多座建筑物,看似各自独立,实则环环相扣,哪一环的水质出现波动,都可能影响最终出盐的稳定性和成品品质。
            中冶赛迪充分发挥总承包服务能力,结合自身领先的技术优势,集成国内先进水处理设备供应商,对全流程工艺的设置,包括采用的设备、规模、功能参数等都进行了细致的论证,最终量身订制出符合中天钢铁南通公司特点的水处理方案。在系统调试阶段,面对“第一次”带来种种预想不到的困难,技术人员扎根现场,反复试验、计算,不断优化配置,成功完成系统调试,并实现投产即出盐的良好效果。

            目前兼任中天钢铁南通公司中央水厂负责人的单大铭表示:“项目投运以来,系统运行保持稳定,主要技术指标达到行业领先水平。事实证明,中天钢铁选择中冶赛迪是正确的!”

            据介绍,中天钢铁南通公司二期工程还将进一步优化零排放工程,针对部分环节产生的特殊废水单独设置分盐结晶车间,生产不同类型的盐产品,为企业创造更大价值。

            绿色引擎:智能化为水处理装上“智慧大脑”

            中冶赛迪为中天钢铁南通公司打造的智能化应用为钢厂水资源管理的更高效、更精准、更生态提供了新引擎。

            亮点之一是被称为水厂“智慧大脑”的集控中心。来到中天钢铁南通公司中央水厂集控中心,3名员工正通过电脑控制水厂的运行,正前方大屏幕上,呈现出各种现场实时画面、数据图表,只需轻点鼠标,便可以查看全厂水质及给排水设备运行情况。一名操作工说,在他过去工作的钢厂,给水和排水是两套监管系统、两个办公地点,管理不方便,数据也不相通。现在,通过集中智能化管控,同样人数可以完成过去两倍以上的工作量,而且更全面地了解全厂水系统情况,个人价值也得到了提升。

            亮点之二是行业首创的智能加药系统。走出智控中心,爬上一座约10米高的水处理池,池壁上一个圆形管道正向汩汩废水中吐出一种黄褐色药剂,水中逐渐出现大量悬浮的细小颗粒,即“矾花”。几分钟后,矾花沉淀,水就像施魔法般变得清澈见底。这一技术叫混凝沉淀工艺。过去,专业人员要定期到现场巡检,根据肉眼观察和经验判断加药剂量,但在水质波动大的时候,无法精准计算药剂的使用量,造成药剂的浪费,也无法保证水质的稳定达标。

            为了解决传统工艺的不足,中冶赛迪自主研发了钢铁行业首套矾花视境智能加药系统,利用人工智能、大数据技术,对水中的矾花进行图像识别和自学习计算,精准控制加药量,保证出水水质100%稳定达标,药剂投加量节省30%,系统实现无人化智能运行。该产品已在多个钢厂应用并进入市政领域。

            亮点之三是智慧监控从源头节水。有了“分盐结晶”把守废水零排放的最后一关,并不意味着企业可以高枕无忧。钢厂用水大补大排,也可能导致水处理系统“撑不住”“吃不消”。目前,一座一千万吨钢铁企业每天需要用水约10万吨,相当于一座30万人的城镇1天的生活用水量。从源头节约,也是钢铁企业绿色发展的关键一步。

            智能高效沉淀池

            是挑战,也是不断创新的动力。

            在中天南通炼铁厂脚下,四根水管源源不断输送着经中央水厂处理过的四类生产用水,一米开外,另外两根水管又将厂里产生的生活污水和生产废水回送至中央水厂。与过去不同的是,这每一根水管上都安装了一个流量监控仪或水质监测仪!罢庋募嗫匾窃诿恳桓錾ピ伎梢哉业。我们按照行业用水定额的先进值,对每个生产单元用水进行限额,并进行实时监控,用水量超标或者水质不达标,都会传回中央水厂智控中心并自动报警!闭啪敖樯艿。

            据计算,中天钢铁南通公司全面投产后,每生产一吨钢耗用新水仅2.43立方米,这一指标只是40年前二十分之一。

            在中天钢铁南通公司四周,过去戒备森严的围墙被一条环绕的护厂河取代,其“河水”其实是从7平方公里厂区内引来的雨水。为了减少与民争水,中冶赛迪巧妙设计了这条宽4.5米、深4.5米、长18公里的护厂河,蓄水量40万方,既是重要的安防设施,也是钢厂用水的补给;こШ油蹲5亿,是常规河道建设成本的3倍多,全部用钢筋混凝土浇筑,可杜绝内外渗漏,防止有可能掺杂有害物质的雨水对生态造成破坏。

            这样负责任的工程,在厂里还有很多。如过去埋在地下的给排水管全部架空于地面,防止废水和地下水相互渗漏;在原料场、球团、焦化等重点污染区域,设置了初雨收集池,把下雨初期15分钟的雨,也就是最容易冲刷出污染物的雨水进行单独收集处理。于细微处见真章,切实筑牢了“零排放”防线。

            通州湾畔,江海联运,千帆竞发。中天钢铁南通公司在逐绿而行的路上打造了一张“点绿成金”的亮丽名片。中冶赛迪也将继续坚持自主创新引领绿色低碳发展的责任,不断满足人与自然和谐共生的需要,为推动钢铁高质量转型升级书写更多生态答卷。




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