2023-07-13
今年四月，习近平总书记在广东徐闻县大水桥水库考察时强调，我国缺水且水资源分布很不均衡。推进中国式现代化，要把水资源问题考虑进去，以水定城、以水定地、以水定人、以水定产，发展节水产业。
作为工业领域的“用水大户”，钢铁行业耗水量约占10%，废水排放量约占14%，以一座千万吨级钢铁联合企业为例，每天用水量约10万吨，产生废水约3万吨。因此，解决钢铁企业的取水（缺水）、用水及治水问题，优化钢铁行业的水资源配置刻不容缓。
湛江雨水收集池
中冶赛迪拥有60余年钢铁行业给排水系统工程技术服务经验，掌握钢厂水处理核心技术，是钢铁行业给排水国家规范的主编单位，在雨水收集、废水分盐结晶及智慧水处理等领域拥有行业领先的技术能力。近年来通过自主研发，已形成10余项核心技术和产品，拥有先进的水处理技术及系统分析能力，为钢铁企业节约水资源、降低水能耗、解决水污染提供了优秀的水系统解决方案。
做活“水方案”：雨水收集利用技术助力节水降碳、防洪排涝
我国钢铁企业数量多，千万吨级的钢铁企业生产用水水量大，尤其是在一些淡水资源欠缺的地区，钢铁企业水资源形势严峻，若能有效利用雨水资源，则可以节约水资源，降低企业用水成本。
中冶赛迪雨水收集利用技术面向钢铁企业雨水资源化利用，有效运用在钢铁企业规划、建设和改造过程中，可有效保障企业用水安全、降低企业用水成本、助力节能降碳：仅需快速导入当地的气象数据，即可自动计算出拟建雨水收集系统的最优规模；以尽量少的投资回用尽量多的雨水，降低钢铁企业的用水成本；与厂区排洪防涝相结合，建设海绵钢厂。
对于任何拟建或建成的钢铁企业，只要根据其工程建设位置，便可快速导入当地的天气资料，结合钢铁企业自身的用水量，自动计算出不同雨水收集池规模对应可收集的年最大雨水量并绘制出投资-效益曲线，进而获得最优的雨水收集池建设规模。同时，在钢铁企业规划、建设阶段，本技术还可以指导全厂排洪防涝的设计，助力建成节水型、海绵型的钢铁企业。
在中冶赛迪承担的宝钢湛江钢铁雨水收集利用项目中，经约40km的雨水管网将流域面积约35平方公里雨水收集起来，汇集至雨水收集池。收集池中的雨水送至中央水厂，经混凝、沉淀、过滤等工艺后制成工业新水，再供给铁、钢、轧等各个单元使用。
宝钢湛江钢铁雨水收集利用系统年收集雨水量约1100-1600万m3，相当于一个西湖的总水量，为企业每年节约用水成本约2000多万元。在为企业节约传统水资源的同时，为湛江市民节省了淡水资源，实现企业与城市共融；该项目还在2014年特大台风事件中，保证了厂区雨水及时排放，避免厂区发生内涝，保障了全厂的排洪防涝安全。
用好“每滴水”：废水零排放技术实现“变废为宝”
蒸发车间
要最大程度节约水资源，势必要做到废水零排放，在完全杜绝对外污染的同时，将自身的废水大量回用，才能尽可能减少对外界水资源的取用。钢铁企业废水零排放的核心问题在于水盐平衡，即全厂的水量平衡和盐量平衡，用于规划和指导水处理设施的具体设计。水盐平衡的系统性精准预测及设计对于钢铁企业水处理工艺选择起着至关重要的作用，也是废水零排放成功的关键。
中冶赛迪对于钢铁企业的水盐平衡有着丰富的理论认知和实践经验，在中天（南通）绿色精品钢项目中成功运用并取得良好效果：
独创全国领先的水盐平衡计算模型让全厂用水量预测更精准。运用大数据算法，对国内数十家钢铁企业的实际运行数据进行挖掘与分析，独创了水盐平衡计算模型，以中天（南通）项目中央水处理厂工程为例，水盐平衡计算模型精准预测了水系统的用水量，辅以先进的雨水收集利用系统，进一步减少钢厂实际取水量，最终将全厂吨钢耗水降低到2.43m3/t，远低于水利部发布的先进值（3.2 m3/t）要求。
“三粒盐”分治，解决废水零排放技术障碍。中冶赛迪基于对中天（南通）项目水质的精准预测，提出了Na、K、Ca分而治之的对策。根据废水来源及水质的不同，将全厂废水、洗氯灰废水、脱硫废水进行独立分盐结晶。这既避免了高盐废水远距离输送的危险性和污染泄漏，也有利于控制分盐结晶系统的进水水质，提升盐晶品质、降低运行成本。目前实际生产的NaCl纯度达99%，满足工业干盐一级标准，成为行业内首个高精度预测水质的成功案例，解决了钢铁行业零排放最大的技术障碍，实现了全厂废水的100%资源化回用。
杜绝“水污染”：“矾花视境”智能加药系统让水质更稳定
絮凝沉淀是废水零排放系统的重要环节，其关键在于有效控制絮凝沉淀工艺的加药量。过去，专业人员要定期到絮凝沉淀池现场巡检，根据肉眼观察和经验判断加药计量，但存在加药时间、药剂量控制不精确的情况。如果加药量大，会引入不必要的盐分，导致分盐结晶进水水质发生变化，影响分盐结晶效果，同时还容易使膜系统发生结晶体污堵、有机污堵、结垢污堵等现象，给钢厂带来较高的运行成本。
为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，结合公司多年的“除硬”实验研究，利用人工智能和大数据技术，内置pH、搅拌G值等关键参数特性，对水中的矾花进行图像识别和自学习计算，以智能化设备取代传统人工加药。
该专利产品不仅节约了药剂成本和人工成本，还有力保障了出水水质的稳定性，降低了悬浮物和硬度，有效解决了后续膜系统的污堵与结垢情况。该产品目前已在宝钢湛江钢铁、中天（南通）绿色精品钢等多个钢厂使用，并进入市政领域。
矾花视镜
在中天（南通）中央水处理厂，通过采用矾花视镜智能加药系统，实现了30%以上的药剂量节约，并保证出水浊度稳定在1NTU以下，硬度稳定在150mg/L以下，保证了后续膜系统和分盐结晶系统的不停机稳定运行，杜绝了水污染发生的可能。
水资源是人类赖以生存和发展的生命之源，也是经济社会发展不可或缺的重要物质基础。解决好钢铁行业的取水（缺水）、用水及治水问题，助力钢铁行业水资源循环利用，是中冶赛迪贯彻新发展理念，推动实现“双碳”目标的生动实践。持续为钢铁行业提供强劲“水动力”，需要水资源取用合理，需要水使用经济高效，需要水防治保障可靠。中冶赛迪将持续深入贯彻落实“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”的“四水四定”重要原则，在技术上不断积累创新，做活“水方案”，用好“每滴水”，杜绝“水污染”，为推进中国式现代化添砖加瓦。
水资源事业本部 叶思齐 王宗萍
