呂森 劉成紅 呂建軍

(寶武集團鄂城鋼鐵有限責(zé)任公司 湖北鄂州 436000)

0 引言

合理利用水資源是企業(yè)長久發(fā)展的保證，鋼鐵行業(yè)作為高耗能、高污染行業(yè)，在節(jié)能減排工作上任重而道遠。有效的水資源管控和廢水的回收利用是工業(yè)污水零排放的前提和保障[1]。鄂鋼公司2019年全面貫徹落實《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》和國務(wù)院《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》，以“三治四化”(三治指大氣超低排、固廢不出廠、污水零排放；四化指潔化、綠化、美化、文化)為抓手加快實施綠色城市鋼廠建設(shè)行動方案，以零排放為目標(biāo)倒逼全過程資源能源消耗管控及工藝技術(shù)革新，以問題整改為導(dǎo)向全面提升環(huán)境風(fēng)險管控能力，確保完成各級政府部門、集團公司下達的“十三五”節(jié)能減排目標(biāo)與任務(wù)。

1 鄂鋼水資源利用存在的問題

1.1 新水取水量大

鄂鋼有3處取水泵站，分別為一泵站、四泵站和二泵站，前2處泵站為內(nèi)河取水泵站，主要供應(yīng)生產(chǎn)用水原水；后1處泵站為江水取水泵站，主要供應(yīng)生活區(qū)生活水原水，多余的補給生產(chǎn)水。3處泵站2018年峰值取水量為生產(chǎn)用水2 657 m3/h，生活水641 m3/h，對于年產(chǎn)量500萬t的鋼廠來說，新水占比較高。

1.2 回用水利用量低，外排水量大

鄂城鋼鐵綜合廢水處理站原二期工程建于 2008 年，設(shè)計規(guī)模為 6 000 m3/h，設(shè)有4座初沉池(每座2格)、1座高效沉淀池(6組，每組處理能力1 000 m3/h)、6 座污泥濃縮池、1 座 V 型濾池(6 組，每組處理能力 1 000 m3/h)、1座污泥脫水間、1個加藥間。廢水經(jīng)初沉池、高效沉淀池、V 型濾池主體工藝處理后返回廠區(qū)循環(huán)利用。該站主要設(shè)備有4臺粗格柵、8臺中格柵、8臺吸泥機、8臺長軸提升泵、6臺加藥機、3臺鼓風(fēng)機、16臺攪拌機、15臺污泥泵、6臺隔膜泵、6臺供水泵、3 臺反洗水泵、7 臺板框壓濾機。原有工藝流程見圖1。

改造前污水處理站運行主要存在如下問題：

(1)鄂鋼綜合廢水處理站建成投產(chǎn)后近10 a未進行改造，部分設(shè)備年久失修，不能滿足污水處理正常運行要求。

(2)初沉池集水槽未利用，長軸提升泵位置設(shè)置不合理，導(dǎo)致沉淀效果不好。

(3)高效沉淀池污泥回流系統(tǒng)未使用，沉淀池負荷偏大，處理效果較差。

(4)V型濾池未使用，配氣配水不均勻，反沖洗曝氣效果差，濾板及濾頭損壞，相應(yīng)的鼓風(fēng)機、反洗水泵也無法正常運行。

(5)原系統(tǒng)設(shè)置了消毒區(qū)域，但未安裝設(shè)備。無消毒設(shè)施，回用水水質(zhì)達不到用戶的使用要求，改造前具體水質(zhì)情況見表1。

圖1 污水廠原有工藝流程

1.3 循環(huán)水補水大補大排嚴重

由于回用水水質(zhì)不理想，各生產(chǎn)用戶投訴較多，回用水使用量少，造成過多的回用水只能外排且外排水水量大，2018年平均外排水水量為1 393 m3/h。具體水量平衡圖見圖2。

從圖2可以看出部分生產(chǎn)用戶新水使用量占比較高，回用水使用量占比較低，廢水處理外排量較大，結(jié)合前期走訪用戶及循環(huán)水排水檢查的情況來看，一是各用戶普遍認為回用水水質(zhì)不好，容易造成設(shè)備結(jié)垢腐蝕；二是各用戶循環(huán)水存在大補大排的現(xiàn)象，循環(huán)水幾乎無濃縮倍數(shù)。

2 改造方案實施

2019年1月鄂城鋼鐵辦公室《綠色城市鋼廠創(chuàng)建工作領(lǐng)導(dǎo)小組會議紀要》指出： 將鄂城鋼鐵打造成“節(jié)能、控煤、低碳、環(huán)保”型綠色城市鋼廠的典范。為了落實“節(jié)能、控煤、低碳、環(huán)?！?目標(biāo)要求，必須實施鄂鋼能源動力廠綜合廢水處理站提質(zhì)改造與焦化深度脫鹽處理項目。該工程的建設(shè)將改善城市生態(tài)環(huán)境，有利于降低新水消耗。

表1 改造前回用水水質(zhì)情況

圖2 2018年公司水量平衡圖

能源動力廠綜合廢水處理站新增加了預(yù)處理設(shè)備和脫鹽設(shè)備，工藝流程如下：

(1)預(yù)處理部分為生產(chǎn)廢水處理提質(zhì)改造4 000 m3/h，主要工藝為：粗格柵(新建)—細格柵(新建)—隔油沉砂池(新建)—初沉池(利舊修配改)—接觸氧化池(利舊改建)—污水提升(新建)—高效沉淀池(利舊大修)—V型濾池(利舊大修)—消毒(新建)—循環(huán)水池(利舊清淤)—外送用戶。

(2)深度除鹽500 m3/h，主要工藝為：預(yù)處理出水—超濾— 一級反滲透—濃鹽水反滲透—濃鹽水外輸至焦化除鹽水站進行進一步處理。

(3)除鹽水池—除鹽水外送至用戶(熱電車間)。

(4)部分除鹽水勾兌至循環(huán)水池(改善循環(huán)水質(zhì))—外送用戶。

(5)焦化除鹽水站濃水外送至煉鋼熱燜渣和煉鐵沖渣使用。

3 改造完成后

改造項目于2019年12月完工投產(chǎn)，回用水各項指標(biāo)情況大大改善，具體見表2。

回用水水質(zhì)經(jīng)公司能源環(huán)保部多次取樣化驗確認，部分指標(biāo)值已接近新水指標(biāo)值，可以滿足各類用戶的需求。2020年1月公司出臺了《污水零排放行動工作方案》，方案中規(guī)定除生產(chǎn)特殊需要必須使用新水外，各單位一律倒用回用水。各單位落實該方案后，新水取水量明顯下降，外部1處取水泵站(四泵站)也暫停取水，回用水外排量也從1 393 m3/h降至0 m3/h，達到了污水零排放的目的。

表2 改造后回用水水質(zhì)情況

4 經(jīng)濟效益分析

自公司綜合廢水站提質(zhì)改造完成后，回用水水質(zhì)得到很大改善，回用水使用量增加，新水用量減少，新水取水泵站也從2處降為1處，公司整體的噸鋼耗新水指標(biāo)大幅下降。

(1)直接效益：根據(jù)目前污水排放量為1 393 m3/h，排污費按0.2元/m3計算，減少排污費244萬元/a，減少新水取水費48萬元/a，另外外送除鹽水至熱電車間，每年可減少設(shè)備及運行費用60萬元。

(2)間接效益：回用水制除鹽水較新水制除鹽水使企業(yè)更具備可持續(xù)發(fā)展性，對企業(yè)節(jié)能減排有重要意義，且成本更低。外送按300 m3/h計算，價格6元/m3，每年可回收成本約1 576萬元。

5 結(jié)語

本文介紹了鄂鋼水資源利用存在的問題及廢水站提質(zhì)改造處理工藝。經(jīng)綜合污水處理廠提質(zhì)改造后，各項水質(zhì)指標(biāo)情況大幅改善，部分指標(biāo)值接近新水指標(biāo)值，出水滿足各類用戶生產(chǎn)要求，從而達到提高水循環(huán)利用率，節(jié)約水資源的目的。很多單位無法做到污水零排放，是因為技術(shù)存在一個嚴重問題，即濃鹽水的后續(xù)處理問題。濃鹽水若未經(jīng)處理排至外環(huán)境，就會造成嚴重的水環(huán)境污染，無法真正做到廢水零排放[2]。鄂鋼為解決此問題在進行廢水站提質(zhì)改造的同時新建焦化除鹽水站，將濃鹽水進一步濃縮后輸送至煉鐵、煉鋼使用，無濃水外排，真正做到了污水零排放。鄂鋼作為城市化鋼廠，持續(xù)推進“三治四化”工作，提升公司生態(tài)環(huán)保的本質(zhì)化水平；優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，從源頭上實現(xiàn)減排；構(gòu)建全流程的生產(chǎn)潔凈化、制造綠色化、管控智能化、廠區(qū)園林化的鋼鐵制造體系，能源環(huán)保指標(biāo)進一步改善，廠區(qū)綠化率進一步提高，打造與城市相融共生的綠色智慧型城市鋼廠。