曹安琪 邢楊

（遼寧省生態(tài)環(huán)境保護(hù)科技中心，遼寧沈陽 110161）

1 引言

鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)每個(gè)環(huán)節(jié)基本上都需要用水，礦石的采選、燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼每一道工序以及生產(chǎn)輔助車間各部分都需要消耗大量水資源，故必須全過程統(tǒng)籌強(qiáng)化節(jié)水減排工作［1］。如何提高冶金工業(yè)集聚區(qū)的節(jié)水能力、深入實(shí)施節(jié)水代水技術(shù)、開發(fā)擴(kuò)大非傳統(tǒng)水資源等，是當(dāng)前及今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)冶金工業(yè)集聚區(qū)節(jié)水減排工作的重中之重。鋼鐵工業(yè)節(jié)水減排的重點(diǎn)是提升水資源利用率和廢水循環(huán)利用率，鋼鐵工業(yè)取水需統(tǒng)籌兼顧節(jié)流與開源，做到多級(jí)、串級(jí)利用，改變過去“按需供水”的舊觀念，要科學(xué)供水和治污，按水質(zhì)、水溫進(jìn)行優(yōu)化組合，實(shí)行定量供水；要按企業(yè)的用水系統(tǒng)要求，建立多種循環(huán)用水系統(tǒng)，實(shí)行專用、專供，最大限度減少?gòu)U水排放量和處理量。

2 鋼鐵工業(yè)節(jié)水減排技術(shù)措施

2.1 提前管理，計(jì)劃用水

鋼鐵工業(yè)節(jié)水減排工作的思路要明確，措施需恰當(dāng)。要提前實(shí)施管理，發(fā)展計(jì)劃用水。

（1）擬定企業(yè)的取水規(guī)則和預(yù)算規(guī)劃。摒棄“按需供水”的理念，采取合理供水方式。把鋼鐵工業(yè)的取水指標(biāo)劃分到各個(gè)工藝和流程中，制定高效取水指標(biāo)體系，創(chuàng)造節(jié)水減排條件。

（2）依托科技進(jìn)步，推動(dòng)節(jié)水工藝革新和節(jié)水技術(shù)創(chuàng)新。改造重點(diǎn)節(jié)水環(huán)節(jié)，從起點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)、要求3 個(gè)方面提出更高的改造要求。

（3）進(jìn)一步實(shí)施廢水資源化的研究。推動(dòng)科學(xué)、合理的串級(jí)用水與實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”。

（4）充分發(fā)揮市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的作用，利用經(jīng)濟(jì)杠桿調(diào)節(jié)取水價(jià)格，降低污水治理成本，推動(dòng)污水資源化利用；制定清水、中水和廢水回用的差異化價(jià)格方案，促進(jìn)中水和廢水回用，降低清水取水量；增加節(jié)水工作的資金支持。

（5）創(chuàng)立成熟的節(jié)水工作制度和指標(biāo)統(tǒng)計(jì)體系。鋼鐵企業(yè)應(yīng)成立單獨(dú)的水資源管理機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的主要職責(zé)是針對(duì)計(jì)劃取水、管控取水、限定取水和有效取水出臺(tái)相關(guān)的措施和方法。如水表裝備完成，計(jì)量要實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)、平穩(wěn)，對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)用水情況、產(chǎn)生問題與協(xié)調(diào)處理要有明確技術(shù)措施和有效手段。有條件的企業(yè)或鋼鐵工業(yè)集聚區(qū)應(yīng)建立水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)。

2.2 實(shí)現(xiàn)廢水資源化與處理少量化

鋼鐵工業(yè)應(yīng)最大限度地實(shí)現(xiàn)廢水資源化與廢水處理少量化。

（1）盡可能做到串級(jí)用水，達(dá)到污水產(chǎn)生減量化。依據(jù)每個(gè)環(huán)節(jié)水質(zhì)需求的差異，做到多環(huán)節(jié)串級(jí)用水，增加水的循環(huán)利用，降低污染治理的投入。如將冷卻水先用于煤氣清洗除塵，繼續(xù)作為高爐沖渣水和原料場(chǎng)防塵用水等。部分治理后的濃縮水可回用為高爐沖渣水，達(dá)到廢水“零排放”。

（2）鋼鐵工業(yè)集聚區(qū)應(yīng)采取差異水質(zhì)的循環(huán)方法，分級(jí)用水，摒棄整廠污水治理的大循環(huán)。采取多個(gè)軟水密閉、生活水、凈水、濁水循環(huán)系統(tǒng)，做好循環(huán)系統(tǒng)的相互連接，從而達(dá)到專水專供，系統(tǒng)規(guī)模低，管線少，污水產(chǎn)生量小，節(jié)約成本。依據(jù)開路循環(huán)和閉路循環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)企業(yè)的不同情況進(jìn)行調(diào)整。

（3）依據(jù)污水的組分特征（有機(jī)物、無機(jī)物、色度、濁度）差異，優(yōu)選適合的治理方法。治理后的水可供其他部門利用，既可以實(shí)現(xiàn)污水減量化，又降低了治理的難度和成本。

（4）提升水處理的濃縮倍數(shù)是推動(dòng)節(jié)水的一項(xiàng)關(guān)鍵措施。濃縮倍數(shù)提升，新鮮補(bǔ)水量降低，排放的污水量減少，凈循環(huán)水中的藥物損耗量也降低，節(jié)水效果顯著?！吨袊?guó)節(jié)水技術(shù)大綱》中提出在敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，普及濃縮倍數(shù)高于4.0，報(bào)廢濃縮倍數(shù)低于3.0 的污水處理設(shè)施。

2.3 推廣節(jié)水工藝、技術(shù)、裝備

鋼鐵工業(yè)應(yīng)大力推廣節(jié)水工藝、技術(shù)。

（1）大力推廣“三干”等節(jié)水技術(shù)。普及高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣無水除塵、無水熄焦技術(shù)，推廣高爐渣?；?、轉(zhuǎn)爐滾筒法液態(tài)鋼渣處理等方式，大幅度降低污水的產(chǎn)生量，做到污水減量化。無水除塵將節(jié)約70%的用電量，節(jié)水達(dá)到9 m3/t 鐵，收回煤氣顯熱可達(dá)11.3～21.7 kgce/t 鐵，增加煤氣溫度達(dá)到節(jié)能8～15 kgce/t，去塵率高于99%以上，出口煤氣塵含量為10 mg/m3左右，節(jié)水、節(jié)能與環(huán)保效果顯著［2］。

（2）冷卻環(huán)節(jié)節(jié)水選用高效制冷技術(shù)、加熱爐汽化冷卻技術(shù)、節(jié)水噴霧型高效冷卻塔等（節(jié)水率達(dá)到4%～7%）。目前，首鋼、唐鋼、包鋼、邯鋼、太鋼等企業(yè)使用的實(shí)踐表明，節(jié)水效果良好。

（3）軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)可降低循環(huán)環(huán)節(jié)回用水的跑冒滴漏和蒸汽水量，節(jié)約水量達(dá)到總水量的1.5%。

（4）鋼鐵工業(yè)集聚區(qū)應(yīng)建立取水環(huán)節(jié)和信息分類一體化智能水系統(tǒng)信息管理平臺(tái)，其具有信息匯總、展示、用水合理性計(jì)算和改進(jìn)調(diào)度等作用。建立鋼鐵工業(yè)集聚區(qū)水系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)工作制度，是節(jié)約用水、實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排與廢水“零排放”的重要手段與措施。要依據(jù)工作目標(biāo)的差異，選取適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)辦法、技術(shù)和方案，做到節(jié)水節(jié)能和水資源的高效、科學(xué)利用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)應(yīng)用率約為20%，且平臺(tái)功能基本僅限于水量和水溫的潮流顯示。因此，建立健全鋼鐵工業(yè)集聚區(qū)水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)和水質(zhì)安全保障體系任重道遠(yuǎn)。

鋼鐵工業(yè)集聚區(qū)水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)的功能具體包括以下內(nèi)容：

配備水種當(dāng)作主線，水流圖當(dāng)作載體，構(gòu)建“企業(yè)-流程-裝備”三層次可視化用水體系。

建立涵蓋每一層次用水工序進(jìn)出口為節(jié)點(diǎn)，包括水溫、關(guān)鍵水質(zhì)、水壓等信息儲(chǔ)備庫(kù)。

依據(jù)鋼鐵企業(yè)各個(gè)流程、各個(gè)取水設(shè)施的用水要求，開展水網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)用水的合理性計(jì)算，通過分析，給出水系統(tǒng)優(yōu)化與合理調(diào)度的用水優(yōu)化方案。具體如下：用水狀態(tài)分析，調(diào)取用水節(jié)點(diǎn)的真實(shí)水質(zhì)、水溫?cái)?shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定好的節(jié)點(diǎn)用水指標(biāo)，分析節(jié)點(diǎn)用水狀態(tài)的合理性。存在問題分析，根據(jù)節(jié)點(diǎn)用水狀態(tài)合理性分析得出的結(jié)論，得出不合理用水節(jié)點(diǎn)存在的問題，出現(xiàn)超標(biāo)排放時(shí)，綜合節(jié)點(diǎn)排放信息進(jìn)行污染源辨識(shí)。合理用水建議，依據(jù)問題用水點(diǎn)用水規(guī)則與其他用水點(diǎn)的重要指標(biāo)開展對(duì)比并進(jìn)行排名，為問題用水點(diǎn)匹配科學(xué)用水方法。

具有用水指標(biāo)預(yù)測(cè)功能，根據(jù)用水預(yù)測(cè)量的差異，為輔助企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度以及依據(jù)水質(zhì)預(yù)測(cè)情況制定科學(xué)、合理的用水方案。

具備企業(yè)用水、排水指標(biāo)體系，通過調(diào)用平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中的對(duì)應(yīng)結(jié)果，獲取系統(tǒng)中取水、用水、排水3個(gè)系統(tǒng)的諸多參數(shù)，為優(yōu)化水資源方案提供依據(jù)。

3 鋼鐵工業(yè)節(jié)水減排管理措施

3.1 制定合理用水標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)鋼鐵企業(yè)在區(qū)域布局與水資源分布上很不平衡。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，豐水地區(qū)華東、中南鋼產(chǎn)量總和約占全國(guó)鋼產(chǎn)量的40%，但新水用量約占總用水量的50%；東北、華北、西南和西北4 個(gè)地區(qū)的鋼產(chǎn)量總和約占全國(guó)鋼產(chǎn)量的50%，但新水用量?jī)H占總用水量40%。南方用水高于北方用水是因?yàn)閲嶄撚盟看蟮钠髽I(yè)在豐水地區(qū)居多，到目前為止仍有不少企業(yè)還用直供直排系統(tǒng)，應(yīng)盡快進(jìn)行改造，合理控制。尤其是貧水的遼寧省，應(yīng)杜絕直供直排系統(tǒng)。

3.2 抓好大型鋼鐵企業(yè)節(jié)水減排工作

根據(jù)近年《鋼鐵企業(yè)環(huán)境保護(hù)統(tǒng)計(jì)》分析，大的鋼鐵企業(yè)（鋼鐵工業(yè)集聚區(qū)）采取節(jié)水措施，對(duì)行業(yè)和地區(qū)節(jié)水工作都是非常重要的。例如寶鋼的用水指標(biāo)屬國(guó)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，且鋼產(chǎn)量又占該區(qū)的1/3～1/2，它對(duì)該地區(qū)節(jié)約行業(yè)用水量和改善該地區(qū)用水指標(biāo)起了重要作用。對(duì)遼寧省而言，抓好鞍鋼這樣的鋼鐵工業(yè)集聚區(qū)的節(jié)水減排工作至關(guān)重要。

3.3 完善循環(huán)供水用水系統(tǒng)設(shè)施，提高用水循環(huán)率

循環(huán)系統(tǒng)設(shè)施不完善、不配套，是鋼鐵企業(yè)供、排水系統(tǒng)的通??；直供和半直供系統(tǒng)是造成鋼鐵企業(yè)用水量大、補(bǔ)充水量多的直接原因。這種供水系統(tǒng)和循環(huán)設(shè)施不完善的狀況，不僅在中小型企業(yè)普遍存在，大型企業(yè)也不同程度地存在。因而應(yīng)對(duì)這些供水系統(tǒng)盡快進(jìn)行升級(jí)改造和完善，以提高全行業(yè)用水循環(huán)率，實(shí)現(xiàn)行業(yè)節(jié)水規(guī)劃。

3.4 提升用水品質(zhì)，強(qiáng)化串級(jí)用取水與循環(huán)利用

現(xiàn)代化的鋼鐵工業(yè)逐步提高了用水的品質(zhì)，對(duì)水質(zhì)要求越來越嚴(yán)。以寶鋼為例，寶鋼根據(jù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)工序?qū)λ|(zhì)高低的不同要求，建立了4 套供水系統(tǒng)，分別為工業(yè)水、過濾水、軟水和純水系統(tǒng)，目的是補(bǔ)充循環(huán)系統(tǒng)用水。鋼鐵廠的高爐爐體間接冷卻水、爐底噴淋冷卻水和高爐煤氣洗滌水循環(huán)系統(tǒng)的“排污”水，依次串級(jí)利用，為循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)水。水沖渣循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，達(dá)到“零排放”。采用這樣的順次串級(jí)排污系統(tǒng)措施，寶鋼的用水循環(huán)率超過了95%。

3.5 改善工業(yè)布局，尋求新水源，緩解用水緊張

制約鋼鐵工業(yè)發(fā)展的礦產(chǎn)、水資源、能源、運(yùn)輸、環(huán)保等五大因素目前越顯突出，僅靠節(jié)水以保證鋼鐵工業(yè)發(fā)展用水難度很大，應(yīng)盡快調(diào)整與改善鋼鐵工業(yè)布局和尋求新的水源，再生水回用與城市污水回用等都是可選擇的新水源。

3.6 加強(qiáng)節(jié)水技術(shù)與工藝設(shè)備的開發(fā)研究

我國(guó)鋼鐵企業(yè)組建大型企業(yè)集團(tuán)后，為提高整體優(yōu)勢(shì)，加速開發(fā)高附加值的產(chǎn)品和品種，如特殊鋼、冷軋不銹鋼、鍍層板、深沖汽車板、冷軋硅鋼片和石油管等產(chǎn)品，以適應(yīng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和提高經(jīng)濟(jì)效益［3］。這些新產(chǎn)品、新材料的生產(chǎn)，既提高了工業(yè)用水量，也排出復(fù)雜程度各異的廢水，如各種類型乳化液的含油廢水、含鋅廢水、各種有毒有害廢水、各種類型含酸（堿）廢水、重金屬?gòu)U水等。這些廢水有的在處理與回用技術(shù)開發(fā)方面仍有難度，未能回用或達(dá)標(biāo)排放。因此，需要加強(qiáng)開發(fā)研究解決廢水處理達(dá)標(biāo)與回用問題。鋼鐵工業(yè)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展與節(jié)水規(guī)劃等規(guī)定要求，制定鋼鐵行業(yè)節(jié)水目標(biāo)，按照鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模確定用水指標(biāo)與用水指導(dǎo)計(jì)劃。加速革新、完備、配置和創(chuàng)新節(jié)水型先進(jìn)模式、工藝流程與裝備，對(duì)節(jié)水型先進(jìn)技術(shù)、工藝與設(shè)備，應(yīng)加強(qiáng)開發(fā)、完善、配套與研究。例如干無水熄焦技術(shù)方法、無水干式除塵技術(shù)工藝、焦化用水的循環(huán)利用模式、含油（泥）廢水利用流程、高效空氣冷卻裝備、節(jié)水型冷卻裝備、串級(jí)用取水流程、高效無毒的水穩(wěn)藥劑與自動(dòng)監(jiān)控等。

4 結(jié)語

通過節(jié)水減排措施的生產(chǎn)應(yīng)用，結(jié)合鋼鐵工業(yè)集聚區(qū)的水資源、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、污水處理能力、水環(huán)境承載力、基礎(chǔ)設(shè)施布局等實(shí)際情況，統(tǒng)籌規(guī)劃，選擇適用的技術(shù)手段和管理措施，達(dá)到鋼鐵工業(yè)集聚區(qū)節(jié)水減排和改善水環(huán)境質(zhì)量的最佳效果。