節(jié)水技術在邯鋼的開發(fā)與應用

黃博 韓向紅 陳建昌

摘要：鋼鐵企業(yè)是耗水和排水大戶，噸鋼耗新水作為鋼鐵企業(yè)重要能耗指標，直接反映了企業(yè)的能耗狀況。近年來，河鋼集團邯鋼公司通過節(jié)水技術開發(fā)、提高中水回用量、加強用水管理和控制排污等方面的努力，噸鋼耗新水指標持續(xù)偏低，收獲了較好的經濟效益、環(huán)保效益和社會效益。本文主要分析了節(jié)水技術在邯鋼的開發(fā)與應用，以供參考。

關鍵詞：鋼鐵企業(yè);節(jié)水技術;中水回用;應用

Abstract： Iron and steel enterprises are large consumers of water and drainage. As an important energy consumption index of iron and steel enterprises， new water consumption per ton of steel ?directly reflects the energy consumption of the enterprise. In recent years， through the efforts of water-saving technology development， improving reclaimed water reuse， strengthening water management and controlling sewage， HBISGroupHansteelCompany has continuously low new water consumption index per ton of steel， and achieved good economic， environmental and social benefits. This paper analyzes and studies the development and application of water-saving technology in Hansteel for reference.

Key Words： Iron and steel enterprises; Water saving technology; Reclaimed water reuse; Application

河鋼集團邯鋼公司建設于1958年，企業(yè)歷經60多年的跨越式發(fā)展，現已成為國有特大型鋼鐵聯合企業(yè)。近年來，隨著公司規(guī)模和產量不斷提升，新水用量也不斷提高。當前環(huán)保形勢日益嚴峻，而河鋼邯鋼執(zhí)行的是所在地邯鄲市新的限排標準，也是河北省最嚴格的執(zhí)行標準。因此節(jié)約用水、減少外排、降低成本成了河鋼邯鋼發(fā)展的重中之重。2020年河鋼集團邯鋼公司在現有的狀況下從合理分配用水、廢水資源化、提高水的循環(huán)利用率、進行節(jié)水技術開發(fā)等方面入手，噸鋼耗新水完成1.48m3，達到了同行業(yè)先進水平。河鋼邯鋼能源中心承擔著公司老區(qū)生產供水及污水回收的重任，隨著公司逐漸淘汰工藝落后、能耗高、污染較重的技術及裝備，在最大程度上實現了污水回收利用，整體提高了水的循環(huán)利用率，進而降低了噸鋼耗新水，不僅解決了制約生產的瓶頸，又降低了工業(yè)生產廢水的排放量，同時創(chuàng)造了良好的經濟效益和社會效益，有利于國家，有利于社會。

1 節(jié)水方面取得的主要成效

邯鋼老區(qū)水系統包括新（河）水系統、軟水系統、循環(huán)水系統、污水及中水系統系統。從目前邯鋼老區(qū)現狀出發(fā)，重點在于提高水系統的濃縮倍率，提高中水循環(huán)利用率，減少各用水單位的外排水量，污水資源最大化等方面。通過先期收集數據、分析試驗，然后采用新技術、加強管理、優(yōu)化工藝等措施，在源頭、中間過程及后續(xù)跟進等各個環(huán)節(jié)作出調整優(yōu)化，最終不斷提高水資源重復利用率，實現工業(yè)廢水“近零排放”。近年來，公司加大節(jié)水技術開發(fā)力度，不斷完善和改進水系統裝備和工藝技術，在全公司實施了一大批節(jié)水減排、科技進步項目。作為牽頭單位，能源中心重點做了以下幾方面的工作。

1.1 改善廠區(qū)水源水質

（1）提高河水水質。邯鋼河水原使用的是滏陽河水。在引進南水北調水后，經水質測量和分析比對，發(fā)現其水質優(yōu)于滏陽河水。故將其同滏陽河水共同作為邯鋼新水水源，新水水質明顯得到改善，氯根由150mg/l減少至64mg/l，電導率由1200μ/s降低至664μ/s，系統含鹽量和氯根等各項指標得以減少，提高了整個水系統的濃縮倍率，減少了廠區(qū)外排水量。（2）提高中水水質。邯鋼東區(qū)兩座污水處理廠每天產能共計17.2萬t，收集廠區(qū)生產、生活污水經處理后送用戶使用。根據一、二污水處理廠自身工藝特點及下游用戶用水需求，進行分級、分質收集污水，軟水站脫鹽廢水全部改為由一污水回收處理，強化污水處理廠設備及運行管理，提升污水廠出水水質[1]。

1.2 水系統過程用水監(jiān)督

（1）對廠區(qū)各個用水環(huán)節(jié)、過程進行監(jiān)督、把控，對各用水單位進行分級分質供水，優(yōu)質優(yōu)用，合理分配各水種水量，實現水資源最大化。（2）對循環(huán)水系統進行技術攻關，通過優(yōu)化運行方式，小改小革，控制河水、中水、脫鹽水等補水的水量配比，根據水質指標情況，嚴格把控補水量和排放量，降低水耗。各循環(huán)水泵站嚴格采用高效降溫設備降低循環(huán)水水溫，同時對冷卻設備、設施及時進行消缺恢復，避免降溫能力不足，杜絕夏季高溫天氣依靠大量置換水進行降溫的作法。（3）加強下水道的日常監(jiān)督、排查及治理工作，對生產廠排放點進行梳理排查和分類，提前制定應急預案和保障措施，減少污水廠因接收廠區(qū)異常排水造成事故檢修或影響出水水質，提高中水系統長周期安全穩(wěn)定生產。（4）在制訂大型能源介質停、送方案時，把消耗水量降到最低作為重點因素來考慮，在保證設備及人員安全的前提下做到不浪費一滴水。同時強化基礎管理，杜絕廠區(qū)內各類跑冒滴漏的現象。提高全員的節(jié)水、環(huán)保意識。（5）合理調整水源提升泵站、河水加壓泵站、冷軋水加壓泵站、廠區(qū)河水環(huán)管供水泵組生產運行方式，確保河水大管網穩(wěn)定運行[2]。

1.3 開發(fā)中水新用戶

通過管網改造和運行方式調整，能運中心七軟水新站由中水全部替代河水作為水源，降低河水提取量500t/h，進一步提高了中水回用量，邯鋼東區(qū)中水回用率實現97.1%，外排水量控制在300t/h以下，做到了目前最大程度的減少外排，實現節(jié)能環(huán)保、綠色發(fā)展。

1.4 技術升級改造，節(jié)約用水

（1）軟水站膜法技術優(yōu)化改造。三軟水站原三套超濾系統運行周期短、設備老化嚴重，且壓力不穩(wěn)定，經常出現大量跑水泄漏，回收率低。七軟水站原六套超濾系統在運行過程中，由于各個膜殼之間壓力不穩(wěn)定、壓力變化大等問題，膜殼接口及管道接口經常爆開，大量泄漏。經分析兩座軟水站超濾系統均在設計運行缺陷，通過技術攻關，對三軟水站超濾系統進行換型改造，全部更換為外壓管束式超濾，并優(yōu)化運行方式和控制程序，提高了設備保障能力。通過對七軟水新站兩套超濾裝置進行了更換，并通過技術優(yōu)化，將恒壓運行改造為恒流運行，實現了水量、水壓穩(wěn)定。改造后軟水系統回收率由55%提高至65%。

（2）循環(huán)水站工藝優(yōu)化，設備升級。對5座循環(huán)水泵站每個系統運行數據、水質指標進行比對分析，對工藝設備進行優(yōu)化升級。其中十九水站開路系統增加軟水補水水源、六水站閉路系統補水增加二軟水站脫鹽水水源，以改善各自系統水質。十六水站加裝Y型管道過濾器，避免填料等雜物進行循環(huán)水中。改造后通過檢修手孔，在不影響運行的情況下定期對過濾器內部阻塞物進行清理，保證了系統水質，減少了檢修次數，不再需要頻繁置換改善水質，降低了水耗。同時也間接提高了用戶的發(fā)電效率[3]。

1.5 反滲透濃水實行高效回收利用

通過對七軟水新站多介質反洗水管道進行簡單改造，在一級反滲透濃水管道上加裝三通和閥門，并將反滲透濃水外送管（DN150）連接到多介質1#反洗泵。多介質過濾器在兩次反洗中均使用一級濃水，反洗結束后使用中水進行正洗1次。這樣便可將七軟水新站一級反滲透濃水回收作為其12臺多介質反洗用水，在不影響多介質過濾器反洗效果的同時，實現了濃水的高效回收利用，降低了中水水耗。按目前運行情況，12臺多介質過濾器每天平均需最少反洗兩臺，每臺多介質過濾器反洗需消耗15～20t水，每月可最少節(jié)省中水約10950t。

2 邯鋼的節(jié)水實踐

（1）熟練掌握并完善以中水為水源的脫鹽水制水工藝，使脫鹽水站能夠全部使中水作為水源來制備脫鹽水。采用雙膜法、反滲透技術，利用廠區(qū)工業(yè)廢水回收處理制備中水來生產預脫鹽水、脫鹽水和精脫鹽水來替代河水。做好超濾及反滲透雙膜法處理工藝技術開發(fā)及設備運行管理。通過應用一種“反滲透無動力濃水高效回收裝置”專利，提高了反滲透設備的單套回收率和脫鹽率，提高了二級反滲透系統的使用周期，延長了化學清洗周期，從而提高了反滲透系統的整體回收率，降低了系統水耗比，減少了高鹽廢水排放量。

（2）強化廠區(qū)綜合管網的點巡檢，杜絕各類“跑、冒、滴、漏”的現象發(fā)生，對老化的水管網有計劃、有方案進行及時更換或加固，杜絕爆管事故的發(fā)生;加強用水申請、審批制度的管理，嚴厲杜絕偷水案件。加強對各水站吸水井補水監(jiān)督、控制、檢查，杜絕過剩補水、溢流的現象，使浪費用水現象大幅減少[4]。

（3）為提高循環(huán)水的利用率，各循環(huán)水泵站嚴格采用高效降溫設備降低循環(huán)水水溫，同時實行水溫上限控制，在滿足各生產用戶要求的前提下，根據各用戶的特點，減少河水補水。

（4）應用一種“具有消霧節(jié)水功能的閉式冷卻塔”專利技術，用于達到消霧節(jié)水的目的。風機安裝在塔體的頂端，風機下方安裝空冷管束，空冷管束的下方有收水器，噴淋裝置安裝在收水器的下方，蒸發(fā)冷管束位于噴淋裝置的下方，蒸發(fā)冷管束下方安裝有填料，水箱安裝在填料的下方的塔體底部，上部百葉窗安裝在空冷管束相對的塔體兩側壁上，下部百葉窗安裝在填料與水箱之間的塔體圓周壁上。當高溫介質在進入蒸發(fā)冷管束前，先通過空冷管束預冷，預冷后的介質在進入蒸發(fā)冷管束中進行換熱，噴淋裝置的噴淋水對蒸發(fā)冷管束進行噴淋換熱，換熱后的升溫噴淋水與下部百葉窗進入的冷風接觸換熱，降低噴淋水的水溫，之后噴淋水落入水箱，完成換熱循環(huán)。在運行過程中沒有水分的蒸發(fā)，且換熱后的空氣為高溫干空氣，排入環(huán)境在也不會產生羽霧，在滿足降溫效果的同時，能夠達到節(jié)水、節(jié)能的效果，并且具有消除水霧的功能[5，6]。

通過采用新工藝、新技術，加強宏觀管控，優(yōu)化生產節(jié)奏等措施，水的重復利用率不斷提高，推進工業(yè)廢水“近零排放”。工業(yè)水重復利用率達到97.1%，近年來，噸鋼耗新水完成情況：2017年為1.91m3、2018年為1.37m3、2019年為1.39m3、2020年為1.48m3，均在2.0m3以下，實現了新的突破;名列同行業(yè)的先進水平，走出了一條具有邯鋼特色的節(jié)水減排之路，具有很強的參照及推廣性。

3 結語

2020年河鋼集團邯鋼公司噸鋼耗新水完成1.48m3，實現了1.5 m3以下的目標，達到了同行業(yè)的先進水平。河鋼邯鋼也榮獲“2020年度河北省節(jié)水型企業(yè)”，是河北省首批榮獲此榮譽的鋼鐵企業(yè)。對鋼鐵冶金企業(yè)在降低水耗方面提出以下建議僅供參考：（1）在節(jié)水技術和裝備上狠下功夫。要堅決淘汰能耗高的落后工藝、設備，開發(fā)節(jié)水技術，開展節(jié)水攻關，使用水耗較低的工藝技術和生產設備;（2）最大限度的實現廢水資源化。通過建設污水處理廠，利用污水回收再利用各種技術手段，將企業(yè)生產廢水及生活污水進行有效處理，再循環(huán)使用;（3）強化水質達標方案，完善水質穩(wěn)定措施。通過投加水質穩(wěn)定藥劑及改善補水水質等手段，先努力提高各小循環(huán)水系統的濃縮倍數，從而使廠區(qū)大循環(huán)水系統的濃縮倍數得以提高。

參考文獻

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