工業(yè)水處理藥劑在鋼鐵企業(yè)的使用與研究

盧 迪

（凌源鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧 凌源 122500）

1 鋼鐵企業(yè)工業(yè)水處理藥劑發(fā)展歷程

與國(guó)外工業(yè)科技發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，我國(guó)冷卻水質(zhì)發(fā)展時(shí)間比較短，起步比較晚，整體發(fā)展還存在很多技術(shù)限制。而國(guó)外對(duì)于工業(yè)水處理藥劑的研究更早，在過(guò)去的幾十年里已經(jīng)成功完成了多次技術(shù)更新，目前已然形成了成熟且功能廣泛的水處理藥劑。水處理藥劑逐漸替代了鋼鐵產(chǎn)業(yè)中使用的傳統(tǒng)冷卻水處理系統(tǒng)，有效解決水資源，有助于實(shí)現(xiàn)企業(yè)水資源的循環(huán)利用，體現(xiàn)出較高的環(huán)保價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。從我國(guó)鋼鐵工業(yè)冷卻水技術(shù)發(fā)展情況來(lái)看，其發(fā)展起步較晚，大約從九十年代末開(kāi)始引進(jìn)先進(jìn)的冷卻水處理設(shè)備以及配套的水處理技術(shù)，比如凈循環(huán)系統(tǒng)、濁循環(huán)系統(tǒng)等。在多年的應(yīng)用與研究中，我國(guó)科研人員逐漸取得了技術(shù)突破，再加上現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的環(huán)保性、持續(xù)性要求，各鋼鐵企業(yè)更加重視水循環(huán)系統(tǒng)的建設(shè)，這也為工業(yè)水處理藥劑研究發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。直到1980 年，我國(guó)寶山鋼鐵已經(jīng)自主研發(fā)水處理設(shè)備，該廠實(shí)際水循環(huán)率高達(dá)95%，為我國(guó)水處理技術(shù)發(fā)展拉開(kāi)序幕。當(dāng)前我國(guó)鋼鐵企業(yè)已然擺脫水處理藥劑引進(jìn)的局面，很多優(yōu)秀的國(guó)有企業(yè)、研究院已經(jīng)能夠研制出性能穩(wěn)定的水質(zhì)穩(wěn)定劑，并逐漸形成市場(chǎng)規(guī)模，能夠供給大型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。

2 工業(yè)水處理藥劑類型與應(yīng)用范圍

經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)能夠知道，目前我國(guó)鋼鐵行業(yè)中的水處理藥劑根據(jù)其應(yīng)用范圍一般分為以下幾種：①用于煉鐵廠，煉鐵過(guò)程中需要很多高溫設(shè)備的支持，因此需要水處理藥劑以及水處理系統(tǒng)，其中包括開(kāi)路系統(tǒng)與半開(kāi)路循環(huán)系統(tǒng)；②用于煉鋼廠，煉鋼廠中包含很多設(shè)備與水處理系統(tǒng)，比如污水凈化系統(tǒng)、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)等；③用于熱軋廠，水處理藥劑通常應(yīng)用于熱軋凈水系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)等系統(tǒng)中，藥劑類型包括凝聚劑、除油劑等。對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，其在鋼鐵生產(chǎn)與加工過(guò)程中也會(huì)涉及到多個(gè)水處理系統(tǒng)，再加上原料以及產(chǎn)品生產(chǎn)要求的差異，其所需水質(zhì)也存在差異。比如，產(chǎn)量中等的煉鐵廠一般每小時(shí)所需水循環(huán)量能夠達(dá)到5560 平方米，以上水資源則通常被用于高爐封口冷卻以及整體冷卻處理。另外，其濁水循環(huán)系統(tǒng)每小時(shí)水量則為1560 平方米，以上就是煉鐵廠主要設(shè)備的用水情況。而對(duì)于產(chǎn)量中等的熱軋廠來(lái)說(shuō)，其水資源則主要用于生產(chǎn)設(shè)備冷卻，其間接冷卻水循環(huán)系統(tǒng)用水量能夠達(dá)到10100 平方米每小時(shí)，且隨著生產(chǎn)規(guī)模的增加所需用水量也將增加。

3 工業(yè)水處理技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用情況

經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)、藥劑研究發(fā)展，當(dāng)前我國(guó)大型鋼鐵企業(yè)已經(jīng)能夠擺脫設(shè)備進(jìn)口的局面，其中很多企業(yè)采取的是總承包的管理方式，直接由水處理供應(yīng)商符合水處理藥劑的供應(yīng)、投加、分析以及監(jiān)測(cè)工作，保障水循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)還能夠減少企業(yè)的工作量，解決傳統(tǒng)藥劑采購(gòu)中的弊端。我國(guó)水處理供應(yīng)商不僅能夠?yàn)殇撹F企業(yè)提供藥劑，同時(shí)還負(fù)責(zé)進(jìn)行水處理，根據(jù)鋼鐵企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況與處理需求調(diào)整水質(zhì)穩(wěn)定配方，改善水處理服務(wù)效果，有效解決水資源。

供應(yīng)商全面服務(wù)模式已經(jīng)得到市場(chǎng)的認(rèn)可，當(dāng)前很多大型鋼鐵企業(yè)都采取這樣的采購(gòu)處理方式。具體來(lái)說(shuō)，鋼鐵企業(yè)為供應(yīng)商提供自己生產(chǎn)相關(guān)工藝參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)，供應(yīng)商則根據(jù)實(shí)際情況提供水處理服務(wù)，在保障鋼鐵企業(yè)正常生產(chǎn)的同時(shí)提高水資源利用率，降低公司運(yùn)行成本，促進(jìn)鋼鐵企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。鋼鐵企業(yè)的水處理供應(yīng)商一般會(huì)直接將辦事處以及實(shí)驗(yàn)室建立在現(xiàn)場(chǎng)，能夠及時(shí)收集現(xiàn)場(chǎng)信息，跟蹤企業(yè)生產(chǎn)情況，并且隨時(shí)調(diào)整水處理藥劑的配方即劑量，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)隨時(shí)劑量水處理情況，制作成報(bào)表與鋼鐵企業(yè)管理人員進(jìn)行對(duì)接，展示水處理藥劑以及系統(tǒng)工作情況。這樣的處理工作模式能夠有效提高企業(yè)生產(chǎn)的效率，同時(shí)還能夠輔助企業(yè)落實(shí)降本增益工作，提高各項(xiàng)資源的利用率。我國(guó)很多大型鋼鐵企業(yè)已經(jīng)配備了綜合污水處理系統(tǒng)與完善的污水處理設(shè)施，常見(jiàn)的污水處理系統(tǒng)包含混凝配水、絮凝沉淀、二次混凝、濾池多介質(zhì)過(guò)濾、反滲透脫鹽五個(gè)基本單元，每個(gè)單元的工藝流程都不同，但是每個(gè)單元的功能與處理效果都會(huì)對(duì)其他單元造成影響，因此，技術(shù)人員應(yīng)該重視其中每個(gè)環(huán)節(jié)的工藝處理情況，嚴(yán)格控制出水水質(zhì)，這樣才能夠提高最終的水質(zhì)。此外，鋼鐵企業(yè)污水處理的效果還會(huì)受到藥劑管理、水質(zhì)監(jiān)控以及水處理工藝技術(shù)的影響，技術(shù)人員應(yīng)該立足于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展實(shí)際情況，在生產(chǎn)管理之前明確各個(gè)單元處理的水質(zhì)目標(biāo)，之后再根據(jù)具體的水質(zhì)目標(biāo)明確現(xiàn)場(chǎng)處理工藝與技術(shù)，引進(jìn)配套的處理設(shè)備，這樣才能夠提升最終的處理效果。

4 鋼鐵企業(yè)工業(yè)水處理藥劑的研究方向

4.1 耐高溫發(fā)展趨勢(shì)

傳統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)采取的水處理方法基本上都是化學(xué)處理方法，該方法應(yīng)用時(shí)間比較久，但是并未取得長(zhǎng)足的發(fā)展或者進(jìn)步，整體上還存在一些應(yīng)用弊端與問(wèn)題，影響企業(yè)水處理的效果。再加上不同地區(qū)鋼鐵企業(yè)所用的原材料以及工藝存在較大的差異，所需水處理技術(shù)與方案也不同，這就需要技術(shù)人員認(rèn)真研究，開(kāi)發(fā)新的處理技術(shù)與工藝。當(dāng)前應(yīng)用較多且取得一定應(yīng)用效果的就是水處理藥劑，從本質(zhì)上來(lái)講，這也是一種化學(xué)處理方法，能夠取得不錯(cuò)的處理效果，但該方法同樣存在應(yīng)用局限性，難以實(shí)現(xiàn)多種水處理化學(xué)品的協(xié)調(diào)應(yīng)用，影響最終的處理效果。而當(dāng)前大部分鋼鐵企業(yè)都有較多高溫設(shè)備，由于生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)熱量較大，因此冷卻和降溫處理已然成為鋼鐵企業(yè)發(fā)展的重要研究問(wèn)題。再加上鋼鐵行業(yè)中使用的高熱設(shè)備與普通工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備不同，大多為高熱流密度設(shè)備，甚至遠(yuǎn)超國(guó)家規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。要想提高鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備冷卻效果，改善其生產(chǎn)情況，科研技術(shù)人員就應(yīng)該專注于耐高溫水處理藥劑的研究，改善鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀。

4.2 濁循環(huán)水處理系統(tǒng)

首先是洗滌濁循環(huán)水系統(tǒng)，就目前的情況來(lái)看，各鋼鐵企業(yè)的煉鐵工藝以及爐料存在差異，最終產(chǎn)生的洗滌循環(huán)水水質(zhì)成分并不統(tǒng)一，再加上礦石中的氧化鈣在冷卻塔中會(huì)出現(xiàn)大量流失的情況，進(jìn)而導(dǎo)致管道出現(xiàn)結(jié)垢、堵塞的情況，影響正常生產(chǎn)與循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行。其次是轉(zhuǎn)爐煙氣凈化洗滌濁循環(huán)系統(tǒng)的研究與發(fā)展，鋼鐵企業(yè)在轉(zhuǎn)爐煉鋼的過(guò)程中需要投入造渣劑石灰，而高溫環(huán)境會(huì)導(dǎo)致部分石灰細(xì)粉被煙氣帶出，且在洗滌塔中反應(yīng)生成二氧化鈣，進(jìn)而出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)垢現(xiàn)象，導(dǎo)致輸水管道斷面減少，水資源運(yùn)送阻力增加，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。鋼鐵企業(yè)為了維持正常的生產(chǎn)狀態(tài)，往往需要在開(kāi)爐之前清理噴嘴與管道，增加生產(chǎn)人員工作量。對(duì)于以上兩種循環(huán)水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其都存在嚴(yán)重結(jié)垢的現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)活動(dòng)的進(jìn)行，對(duì)此，科研人員應(yīng)當(dāng)關(guān)注優(yōu)質(zhì)聚凝劑、分散劑以及除硬穩(wěn)定劑的研發(fā)與生產(chǎn)，解決以上結(jié)垢問(wèn)題，節(jié)約水資源，保障鋼鐵企業(yè)的正常生產(chǎn)。針對(duì)連鑄及軋鋼濁循環(huán)水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前使用的處理系統(tǒng)中存在細(xì)小氧化鐵皮懸浮物及循環(huán)水中油的去除問(wèn)題。目前使用的水處理系統(tǒng)工藝包括沉淀、除油、過(guò)濾、冷卻，其中主要使用的水處理藥劑包括絮凝劑、助凝劑、除油劑等。當(dāng)前我國(guó)市場(chǎng)中使用的絮凝劑種類主要有鋁鹽與鐵鹽，常見(jiàn)的助凝劑則一般為聚丙烯酞胺類高分子藥劑(PAM)。但是就目前我國(guó)水處理藥劑工藝來(lái)看，鋼鐵企業(yè)使用的國(guó)產(chǎn)PAM 相對(duì)分子質(zhì)量較小，應(yīng)用效果不佳，且還存在較大的環(huán)境隱患。對(duì)此，科研技術(shù)人員應(yīng)該致力于開(kāi)發(fā)高效絮凝劑、助凝劑以及除油劑，這樣就能夠有效解決循環(huán)水系統(tǒng)中存在的堵塞問(wèn)題，提高鋼鐵生產(chǎn)的安全性以及水資源的利用率。

4.3 增強(qiáng)水處理劑科研力度

從目前情況來(lái)看，盡管我國(guó)水處理藥劑相關(guān)技術(shù)與設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)，能夠擺脫進(jìn)口的局面，但是由于我國(guó)水處理技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，起步較晚，因此當(dāng)前并未形成較大的科研生產(chǎn)規(guī)模，大多數(shù)投入市場(chǎng)的水處理藥劑質(zhì)量不足，相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)化、智能化程度較低，無(wú)法滿足鋼鐵企業(yè)發(fā)展的需求。另外，當(dāng)前各地政府對(duì)于水處理藥劑研究工作重視程度不足，導(dǎo)致其相關(guān)科研經(jīng)費(fèi)投入較少，無(wú)法滿足科研發(fā)展的需求。市場(chǎng)中存在部分技術(shù)研制與開(kāi)發(fā)企業(yè)，但是這樣的企業(yè)幾乎無(wú)法與國(guó)外大型技術(shù)企業(yè)抗衡。國(guó)外有很多具備較高技術(shù)能力的企業(yè)，隨著藥劑市場(chǎng)的不斷開(kāi)放發(fā)展，國(guó)外公司已經(jīng)與國(guó)內(nèi)技術(shù)公司站在了統(tǒng)一起跑線上，如果國(guó)內(nèi)藥劑生產(chǎn)企業(yè)科研力量不足、產(chǎn)品質(zhì)量較差，那么就會(huì)缺失核心競(jìng)爭(zhēng)力，無(wú)法應(yīng)對(duì)全球化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。水處理藥劑國(guó)內(nèi)市場(chǎng)存在較多發(fā)展機(jī)會(huì)，國(guó)內(nèi)技術(shù)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該抓住市場(chǎng)發(fā)展的好時(shí)機(jī)，不斷開(kāi)發(fā)先進(jìn)技術(shù)，發(fā)揮出該市場(chǎng)的潛力。另外，國(guó)內(nèi)技術(shù)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)該抱著學(xué)習(xí)的心理，積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自我研發(fā)，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)國(guó)內(nèi)水處理藥劑市場(chǎng)的發(fā)展。

5 鋼鐵企業(yè)工業(yè)水處理藥劑節(jié)水應(yīng)用策略

無(wú)論是鋼鐵工業(yè)用水還是節(jié)水工作，其都涉及到多項(xiàng)水處理技術(shù)。另外，影響企業(yè)用水、節(jié)水效果的因素較多，比如節(jié)水技術(shù)、管理效果、技術(shù)設(shè)備、員工素養(yǎng)等。各種因素相互制約和影響，形成了最終的生產(chǎn)以及節(jié)水成果。因此，鋼鐵企業(yè)在開(kāi)展生產(chǎn)管理工作時(shí)應(yīng)該注意工作的系統(tǒng)性與整體性，綜合考慮多種影響因素，學(xué)會(huì)發(fā)揮優(yōu)勢(shì)因素，提升生產(chǎn)管理的效率。要想強(qiáng)化鋼鐵企業(yè)節(jié)水效果，本文提出以下幾個(gè)思路與渠道：①?gòu)脑搭^上節(jié)水，即減少新水的用量。技術(shù)人員應(yīng)該重視水循環(huán)系統(tǒng)的建設(shè)，采取先進(jìn)的工藝與設(shè)備實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用，比如 干熄焦、干法除塵、高爐冷卻軟水密閉循環(huán)等；②技術(shù)人員還應(yīng)該建立完善的循環(huán)供水系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的直流、半直流供水系統(tǒng)，這樣就能夠有效提高企業(yè)用水循環(huán)率。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)以及經(jīng)營(yíng)內(nèi)容的不同，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)建立不同的循環(huán)系統(tǒng)，其中包括生活用水、工業(yè)用水、循環(huán)使用水、串級(jí)使用水等不同的水循環(huán)供水系統(tǒng)。只有在大循環(huán)中區(qū)分小的特色循環(huán)系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水資源的科學(xué)管理與控制，不斷優(yōu)化水資源的利用；③技術(shù)人員還應(yīng)該關(guān)注鋼鐵企業(yè)污水處理系統(tǒng)，針對(duì)不同水質(zhì)的污水采取不同的處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水資源的合理應(yīng)用。鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中必然產(chǎn)生污水，污水中含有油、懸浮物、有機(jī)物等物質(zhì)。對(duì)此，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)污水處理的目標(biāo)選擇不同的處理工藝與藥劑進(jìn)行處理，滿足污水處理的要求，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化利用；④技術(shù)人員還應(yīng)該提高水資源循環(huán)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)串級(jí)用水，提高水資源的重復(fù)利用率。鋼鐵企業(yè)在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對(duì)于所需水資源的水質(zhì)需求是存在較大差異的，對(duì)此，技術(shù)人員可以將水資源處理后循環(huán)使用、串級(jí)使用，實(shí)現(xiàn)廢水、污水資源化，提高水資源的利用率。

綜上所述，鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中需要大量的水資源，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量廢水，要想實(shí)現(xiàn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展，技術(shù)人員就應(yīng)該重視水處理藥劑研發(fā)問(wèn)題，專注水處理藥劑以及水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究，改善企業(yè)生產(chǎn)狀況，提高水資源的利用率，降低鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的成本，促進(jìn)企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。