鋼鐵行業(yè)節(jié)水技術(shù)改進探析

陳松峰 張肅卉 吳靜文 孫曉文

一、引言

黨中央、國務(wù)院高度重視節(jié)水工作，習(xí)近平總書記就節(jié)水作出了一系列重要講話和指示批示，提出“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”治水思路，為新時期做好節(jié)水型社會建設(shè)指明了發(fā)展方向，提供了根本遵循。我國是鋼鐵生產(chǎn)大國，鋼鐵產(chǎn)品低附加值、高資源消耗的特點決定了行業(yè)節(jié)水、節(jié)能的任務(wù)格外艱巨。在水利部出臺的水資源“三條紅線”管控指標(biāo)中，明確提出2030年萬元工業(yè)增加值用水量要降到40m3以下。2020年9月，我國明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”的目標(biāo)。要實現(xiàn)上述目標(biāo)，就必須要樹立人口經(jīng)濟與資源環(huán)境相均衡的理念，加強高耗水行業(yè)節(jié)水技改，促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。

二、節(jié)水技改措施

（一）工程措施

根據(jù)《鋼鐵行業(yè)布局優(yōu)化和轉(zhuǎn)型升級方案》,鋼鐵行業(yè)被列為重點支持優(yōu)勢企業(yè)。為貫徹落實方案的相關(guān)要求，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)給水、生活污水、生產(chǎn)廢水的水質(zhì)特性及出水水質(zhì)要求，建設(shè)技術(shù)先進、工藝可靠、經(jīng)濟合理的中央水處理工程，主要包括中央給水系統(tǒng)、生產(chǎn)-生活廢水預(yù)處理系統(tǒng)、廢水深度處理系統(tǒng)、污泥處理及加藥系統(tǒng)。各生產(chǎn)工段產(chǎn)生的廢水經(jīng)預(yù)處理后排入中央廢水處理站集中處理，以實現(xiàn)廢水零排放。

1.中央給水系統(tǒng)

中央給水系統(tǒng)包含生產(chǎn)新水制備系統(tǒng)和生活水制備系統(tǒng)，采用“高效沉淀池+V 型濾池”為主體工藝，去除原水中的懸浮物、膠體、部分COD 后，制得的生產(chǎn)新水儲存在工業(yè)水池中，泵送廠區(qū)各單元使用；制得的生活水存儲于生活水池中，泵送至用戶使用。

2.生產(chǎn)-生活廢水預(yù)處理系統(tǒng)

生產(chǎn)-生活廢水預(yù)處理系統(tǒng)可采用“格柵+調(diào)節(jié)池+高效沉淀池+V 型濾池”的工藝。其中，生產(chǎn)廢水經(jīng)格柵除去漂浮物和大顆粒雜質(zhì)，然后進入調(diào)節(jié)池，經(jīng)調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量處理后，經(jīng)動力泵提升到高效沉淀池和V 型濾池廢水處理裝置處理，最后泵送至深度處理單元，同時處理裝置產(chǎn)生的泥漿水等進入到污泥處理系統(tǒng)泥漿池中；生活污水經(jīng)單元內(nèi)化糞池處理后，出水分別送至廢水深度處理系統(tǒng)、生產(chǎn)新水池、深度處理的濃水池。

3.廢水深度處理系統(tǒng)

廢水深度處理系統(tǒng)可釆用“超濾+廢水反滲透+濃水反滲透+離子交換”工藝對廢水預(yù)處理出水進行深度處理。生產(chǎn)廢水經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)處理后，送至超濾裝置進行處理，超濾后經(jīng)反滲透供水泵和高壓泵送至廢水反滲透裝置處理，為保證出水水質(zhì)，反滲透產(chǎn)水經(jīng)鈉離子交換器進一步降低硬度，產(chǎn)生的濃水由泵抽送至濃水反滲透裝置，進一步濃縮處理。深度處理系統(tǒng)反滲透回收率大于85%，反滲透產(chǎn)水主要供全廠除鹽水用戶用，產(chǎn)水富余量補充工業(yè)新水用，濃水送至高爐水渣系統(tǒng)消耗，達到廢水零排放目標(biāo)。

4.污泥處理及加藥系統(tǒng)

中央給水處理站、生產(chǎn)-生活廢水預(yù)處理系統(tǒng)及污泥處理的加藥裝備均設(shè)置于污泥系統(tǒng)的加藥間內(nèi)。污泥系統(tǒng)主要用于處理生產(chǎn)新水、生活水制備、生產(chǎn)廢水處理產(chǎn)生的污泥。高效池排出的泥漿進入泥漿池，經(jīng)泥漿泵壓送污泥脫水間，經(jīng)箱式壓濾機脫水制成泥餅后外運，濾液用自流進濾池反洗排水池收集后用泵送回調(diào)節(jié)池。上清液的污水由泵送水力混合裝置前，再次進行處理。脫水后的污泥由汽車外運。

（二）非工程措施

1.組織領(lǐng)導(dǎo)

成立用水管理領(lǐng)導(dǎo)小組，建立健全水資源管理機構(gòu)，由分管領(lǐng)導(dǎo)負責(zé)公司用水管理工作，配備專職節(jié)水人員具體負責(zé)公司節(jié)水工作協(xié)調(diào)與開展，安排分管負責(zé)人對各自生產(chǎn)部門的節(jié)水工作進行監(jiān)督，部門內(nèi)主要技術(shù)人員針對性開展工作，各分支部門內(nèi)部設(shè)置專人負責(zé)節(jié)水工作的具體實施。

2.制度建設(shè)

（1）制定用水管理制度

公司能源管理部在水行政主管部門指導(dǎo)下，制定出臺節(jié)水管理制度，內(nèi)容包括日常管理、節(jié)水節(jié)能統(tǒng)計、能源監(jiān)督考核等。定期不定期開展用水情況檢查，及時督促各生產(chǎn)單元嚴格遵守節(jié)約用水管理，加強巡查維護，杜絕用水設(shè)施“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象。同時，抓好循環(huán)、冷卻等工藝流程的運行管理，加密檢查、動態(tài)調(diào)整，以達到既符合循環(huán)水質(zhì)要求、又減少冷卻塔排污水量的雙目標(biāo)。

（2）定期開展水平衡測試制度

為準(zhǔn)確掌握用水節(jié)水實際情況，應(yīng)定期開展水平衡測試工作，委托專業(yè)機構(gòu)開展用水監(jiān)測，對各單元用水情況進行分析與評價，找到存在的問題，制定整改方案，為企業(yè)提高用水節(jié)水水平提供科學(xué)依據(jù)。

（3）定期檢修制度

定期檢查各用水部門的用水設(shè)施、管道、器具的使用和維護情況，根據(jù)檢查情況，各用水部門每季度提出對本部門用水設(shè)備、管道、器具的檢查計劃。檢修計劃經(jīng)審核后由設(shè)備所屬的部門負責(zé)檢修，檢修完畢由公司節(jié)水領(lǐng)導(dǎo)小組負責(zé)驗收。各個部門兼職節(jié)水員做好本部門的日常用水計量統(tǒng)計工作，發(fā)現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象應(yīng)及時修理，發(fā)現(xiàn)用水異常且查不出原因的應(yīng)及時向生產(chǎn)考核組匯報。

3.責(zé)任與考核

明確節(jié)水管理崗位的任務(wù)和職責(zé)，根據(jù)水行政主管部門下達的計劃水量，進一步細分到各部門、各班組，一級抓一級，逐級進行用水量考核；建立節(jié)水考核體系，將節(jié)水目標(biāo)完成情況納入月度績效考核范疇，每月初檢查結(jié)果報送生產(chǎn)運營科進行考核。

三、節(jié)水成效分析

（一）節(jié)水成效

江蘇徐州鋼鐵集團現(xiàn)有1280m3煉鐵高爐1 座、550m3煉鐵高爐2 座，以及煉鋼、軋鋼、燒結(jié)、球團、制氧、石灰、固廢處理、TRT 發(fā)電、余熱發(fā)電等先進生產(chǎn)線，集團年可產(chǎn)鋼坯、棒材、螺紋鋼和線材鋼鐵300 萬t，產(chǎn)值近百億元。

據(jù)統(tǒng)計，2021年徐鋼粗鋼產(chǎn)量為295 萬t，取水量419.6 萬m3，粗鋼用水指標(biāo)為1.42m3/t，用水定額低于《江蘇省林牧漁業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)和生活用水定額（2019年修訂）》中粗鋼Ⅰ級2.1m3/t（不含焦化生產(chǎn)、不含冷軋生產(chǎn)）的定額標(biāo)準(zhǔn)，同時也低于水利部《關(guān)于印發(fā)鋼鐵等十八項工業(yè)用水定額的通知》中粗鋼Ⅰ級2.1m3/t（不含焦化生產(chǎn)、不含冷軋生產(chǎn)）的定額標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)水改造后，產(chǎn)品用水指標(biāo)達到國內(nèi)水效領(lǐng)跑者水平。

（二）效益分析

徐鋼集團節(jié)水改造后生產(chǎn)廢水、生活污水根據(jù)不同的用水水質(zhì)設(shè)置獨立的循環(huán)系統(tǒng)，在單元內(nèi)部形成循環(huán)用水體系，排污水在循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)串接使用，既可作為濁環(huán)水處理系統(tǒng)的補充水，也可經(jīng)廠區(qū)生產(chǎn)廢水排水管網(wǎng)接入中央廢水處理站進行集中處理，所有廢水均不外排，實現(xiàn)零排放。廢水日處理量18000m3，處理后的廢水全部循環(huán)利用，大幅降低新鮮水耗，全年可少取水近600 萬m3，年節(jié)省資金180 萬元左右。

四、結(jié)語

隨著生態(tài)文明理念的不斷發(fā)展，加之水資源短缺、水生態(tài)環(huán)境形勢日益嚴峻，對各行業(yè)實施節(jié)水技術(shù)改造，提高水資源利用效率，促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，是全社會的迫切需求。而作為高耗水行業(yè)的鋼鐵企業(yè)，必須充分挖掘節(jié)水潛力，實現(xiàn)最優(yōu)節(jié)水。通過推廣使用先進的節(jié)水生產(chǎn)工藝、技術(shù)和設(shè)備，探索實行中水回用，不斷提高工業(yè)用水重復(fù)利用率，達到廢水零排放，為節(jié)約水資源，改善水環(huán)境，助力實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”目標(biāo)做出貢獻■