天钢废水综合利用现状分析

薛文英，王增报

（天津钢铁集团有限公司，天津300301）

0 引言

天津钢铁集团有限公司拥有板材、棒材、线材等七大类产品，名列中国企业500强、中国制造业企业500强、天津市百强企业，多项指标处于全国同行业领先或先进水平。2014年全国重点钢铁企业吨钢耗新水 3.33 m3/t，较 2005 年的 8.03 m3/t下降了近6成。这与大多数钢企采用双膜法再生回用技术处理的城市污水替代新水，工业用水全部通过管网分级、闭路循环实现分质供水是分不开的。2014年，太钢吨钢耗新水1.96 m3/t，被工信部列为国家节水标杆指标。

为改进天钢的用水节水效率，加强污水深度处理技术，提高废水资源化水平，非常有必要针对同行业和本企业的用水节水和污水处理新技术、新装备的现状及发展趋势进行必要了解，以利于针对天钢废水综合利用进行简要分析，从而推广采用清洁生产技术，不断提高企业的废水综合利用水平，使企业获得绿色发展、循环发展和低碳发展。

1 企业用水现状

1.1 天钢用水指标情况

2011年，公司新水总耗指标为1683万t，吨钢耗新水指标为4.07 t，全部为自来水。万元产值耗新水指标高达4.60 t。“十二五”期间，天钢万元产值水耗指标的历史变化情况见图1。

图1 天钢万元产值水耗指标的历史变化情况

“十一五”时期末，我公司的吨钢耗新水等用水指标与国内同行业企业的用水先进指标普遍存在着较大的差距，具体见表1。

1.2 天钢用水构成情况

天钢用水中的新水构成情况及主要用户用水量指标见表2。

表1 天钢与国内吨钢耗新水指标先进企业对标表（2009—2010年） /t

表2 天钢用水构成表/万t

天钢主要用户循环水用量指标的历史变化情况见图2。

图2 天钢主要用户循环水用量指标的历史变化情况

2 水平衡现状及存在的问题

2.1 水平衡现状

天钢的新水平衡及主要用户使用情况见表3。

2.2 公司水平衡存在的问题

（1）自来水结算水量占公司中心给水泵站总送出水量的60.84%，离生产用自来水零取用的最终设计目标尚有不小的差距。

（2）公共新水量（用户包括生活、绿化、施工、其它）占公司中心给水泵站总送出水量的30.55%，所占比例过高，其中所包括的生活用水量过大。

（3）炼铁新水总用量占生产计量合计的32.44%，其中水冲渣新水总用量占炼铁新水总用量的42.22%，均为同级别用户中所占比例最高的用户。

（4）2#煤气清洗、2#水冲渣、2#炼钢水泵站、板坯连铸净环补水、鼓风机水泵站和除盐水站为公司六大生产新水用户，其小时用水量（2014年全年平均值）均在 106～236 m3/h。

3 企业废水综合利用影响因素分析

表3 天钢新水平衡现状 /m3·h-1

3.1 公司的废水产生量偏大

从公司水平衡现状看，由于工艺设计的限制，少数净环水系统的部分水量进入浊环水，以及个别水系统的蒸发损耗率偏高，相应造成生产新水的补水量偏高（2#煤气清洗、2#水冲渣、2#炼钢水泵站、除盐水站等水系统），而且由于水平衡不好，系统的废水产生量偏大。另外，有的用水系统由于设备老化和磨损，相应造成水的损耗升高（比如板坯连铸净环水等水系统），同样会造成水系统的废水产生量偏大。

3.2 循环水系统的浓缩倍数偏低

目前，公司各主要循环水系统的浓缩倍数保持在3.0左右，少量系统密闭性较强的系统浓缩倍数可达到4.0。2015年初，公司相关部门组成考察团针对唐山丰南的唐山达丰焦化有限公司进行考察学习。该公司将其蒸氨废水经生化处理后的产水作为净环水系统补水，并经采取相应水质稳定措施后，保持高浓缩倍数长时间可靠运行。根据系统整体的运行情况进行分析，其浓缩倍数可达60倍左右。循环水系统在高盐份、高浊度的情况下，保持了缓蚀与阻垢的微妙平衡。

3.3 生产新水系统的计量检测率偏低

公司的生产送出新水量占公司中心给水泵站总送出水量的80.10%，而生产计量合计（即各生产水用户的总用量）仅占公司中心给水泵站总送出水量的73.96%，计量检测率偏低。

公司的勾兑水量占公司中心给水泵站总送出水量的33.30%，而生产废水系统再生新水占公司中心给水泵站总送出水量的48.20%，两者差距过大，计量准确率有待进一步提高。

3.4 公司的中水利用率偏低

2012年1-6月份中水利用率分别为：28.5%、15.0%、30.7%、6.7%、23.6%、24.7%，大量的水被排入赵家河。由于天钢已建成的深度水处理站对全厂的污水、废水方面有一定的处理能力，并且能够生产工业新水，目前再利用水站生产的中水利用率已显著提高。

3.5 生产废水的深度浓缩处理率偏低

公司生产废水的深度处理站采用“双膜法”进行生产废水的再生处理，所产的新水与自来水进行勾兑后作为生产新水，进行各生产水子系统的补水；而“双膜法”所产生的浓盐水由于“膜”的性能限制，需采用具备更高性能的高规格“膜”作进一步浓缩处理。目前，由于生产废水的深度浓缩处理率偏低，加之浓盐水用户的用量限制，无法做到大量生产废水的彻底利用。由于目前公司浓盐水用户的用量偏低，市政中水再生系统无法投用，否则所产生的大量浓盐水一旦不能充分、及时得到无害化利用，可能相应造成外排和环境污染事故。

4 建议采取的对策措施

4.1 基本对策

（1）采用清洁生产理念，从源头加强节水管理，推行节水新工艺、新技术、新材料、新设备等，淘汰落后高耗水技术与设备，以进一步减少生产新水的总使用量，,从根本上减少生产废水的总产生量。

（2）加强生产新水的计量工作，稳步提高其计量检测率和计量准确率。逐步杜绝无用水计量的小用户点，并根据计量数据进行系统性分析，找出主要用户和次要用户，实行分级管理，即推行公司级重点用户、分厂或车间级重点用户、其它三级用户，分别加强设备修理及跑冒滴漏等应急节水管理，减少甚至杜绝水的浪费。

（3）进一步系统梳理公司生产废水的排放、收集、处理及利用系统设施，做好系统内老化、损坏及非正常设备的及时更新工作，确保中水等生产废水综合利用设施的正常、高效运转。必要时，在各泵站内建立废水收集与储存设施，作为检修节水与应急设施，优先保证废水的“小循环”，减少进入公司“大循环”的生产废水。

（4）紧紧抓住生产废水的浓缩减量与深度处理这一关键因素，及时增建浓盐水深度处理与利用系统设施，打开这一限制市政中水深度处理与综合利用的“瓶颈”环节，也从根本上避免了产生严重环境污染的重大环境风险，并为公司节水工作的进一步开展打下坚实的基础。

（5）加强废水处理与综合利用的应用研究，特别是要加强开展针对水系统高浓缩倍数运行、高盐分水系统的缓蚀阻垢、废水处理系统的稳定性保障等技术课题的基础研究，确保在公司生产正常、稳定进行的前提下，无任何环境污染发生。

4.2 管理措施

（1）在工程设计施工阶段，将节水理念融入工程建设，对生产用水优先采用清浊分流、一水多用、串级使用、循环利用等高效节水工艺技术和设备系统，使投产以后的生产水重复利用率不低于98%。

（2）推进和强化能源统计与定额管理、能源成本对标管理、用水计量检测率攻关、经济责任制考核等项工作，对节水工作从管理上予以持续改进。

4.3 技术措施

（1）在建设初期设计阶段，充分考虑节能节水工作，尤其在节水方面，配合生产工艺采用国内先进的设备，在直接和间接循环水使用中，采用投用化学药剂的方法，提高循环水的浓缩倍率。

（2）将生产排出的废水进行处理后用于原料场喷淋、烧结降尘、道路洒水、车间卫生、厕所冲洗等用水，将生产废水充分利用起来。

（3）建设生产废水深度处理站，将未回收利用的生产废水全部收集起来加以回用，实现工业废水趋零排放。

（4）投资建设综合型水处理中心，将公司生产过程中排放的生产废水收集后处理，使公司生产废水实现全部回收再利用等。

5 实施改进效果

为充分落实上述节水对策措施，天钢相继启动了以废水、煤气、固体废弃物三个趋零排放为重点的新一轮十大循环经济项目。在努力把天钢建设成为低投入、低消耗、高产出的先进钢铁联合企业的过程中，取得了丰硕的节水成果。

5.1 天钢“十一·五”节水成果

为实现工业废水趋零排放，创造最大的经济效益和社会效益，天钢于“十一·五”期间建设了生产废水深度处理站。通过对天钢厂区的生产废水进行深度处理，将产水全部回用。公司生产废水深度处理站工程，处理水量为555 m3/h，外供反渗透产水372 m3/h。每年反渗透产水量为252.96万t。反渗透浓水产水量为124 m3/h，供钢渣处理间、电炉渣场做为闷渣和喷洒。

5.2 天钢“十二·五”节水成果

“十二·五”期间，天钢建成生产废水深度处理综合利用项目，实现全厂生产废水的全部回收。通过管道最终进入新水池与废水深度水出水进行勾兑，一期工程出水1 200 m3/h，出水水质满足用户要求。工程建成后，废水、中水处理能力分别达到1 000 m3/h、1 200 m3/h。公司的用水一部分由勾兑水替代自来水，每年可节省自来水1 200万t，节省外购自来水7 800万元/年（按6.5元/t计算），每年可创造效益4 000多万元，从而为天钢带来了良好的社会和经济效益。

6 结论

随着水资源短缺的现状越来越严峻，水资源对钢铁企业经济发展的制约将越来越大。特别是京津冀地区，严重的水资源供需矛盾使很多钢铁企业已经意识到废水回收和中水利用的重要意义，通过废水回收和中水利用既可有效地减少自来水取水量，缓解供需矛盾，又符合国家节能减排的政策导向。天津钢铁集团有限公司对生产用水优先采用清浊分流、一水多用、串级使用、循环利用等高效节水工艺技术和设备系统，使得投产以后的生产水重复利用率高达98%以上。建成了生产废水深度处理综合利用项目，将公司生产过程中排放的生产废水收集后处理，进而实现公司生产废水全部回收再利用。