钢铁行业节水技术改进探析

陈松峰 张肃卉 吴静文 孙晓文

一、引言

党中央、国务院高度重视节水工作，习近平总书记就节水作出了一系列重要讲话和指示批示，提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路，为新时期做好节水型社会建设指明了发展方向，提供了根本遵循。我国是钢铁生产大国，钢铁产品低附加值、高资源消耗的特点决定了行业节水、节能的任务格外艰巨。在水利部出台的水资源“三条红线”管控指标中，明确提出2030年万元工业增加值用水量要降到40m³以下。2020年9月，我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”的目标。要实现上述目标，就必须要树立人口经济与资源环境相均衡的理念，加强高耗水行业节水技改，促进经济社会可持续发展。

二、节水技改措施

（一）工程措施

根据《钢铁行业布局优化和转型升级方案》,钢铁行业被列为重点支持优势企业。为贯彻落实方案的相关要求，钢铁生产企业应根据给水、生活污水、生产废水的水质特性及出水水质要求，建设技术先进、工艺可靠、经济合理的中央水处理工程，主要包括中央给水系统、生产-生活废水预处理系统、废水深度处理系统、污泥处理及加药系统。各生产工段产生的废水经预处理后排入中央废水处理站集中处理，以实现废水零排放。

1.中央给水系统

中央给水系统包含生产新水制备系统和生活水制备系统，采用“高效沉淀池+V 型滤池”为主体工艺，去除原水中的悬浮物、胶体、部分COD 后，制得的生产新水储存在工业水池中，泵送厂区各单元使用；制得的生活水存储于生活水池中，泵送至用户使用。

2.生产-生活废水预处理系统

生产-生活废水预处理系统可采用“格栅+调节池+高效沉淀池+V 型滤池”的工艺。其中，生产废水经格栅除去漂浮物和大颗粒杂质，然后进入调节池，经调节池均质均量处理后，经动力泵提升到高效沉淀池和V 型滤池废水处理装置处理，最后泵送至深度处理单元，同时处理装置产生的泥浆水等进入到污泥处理系统泥浆池中；生活污水经单元内化粪池处理后，出水分别送至废水深度处理系统、生产新水池、深度处理的浓水池。

3.废水深度处理系统

废水深度处理系统可釆用“超滤+废水反渗透+浓水反渗透+离子交换”工艺对废水预处理出水进行深度处理。生产废水经预处理系统处理后，送至超滤装置进行处理，超滤后经反渗透供水泵和高压泵送至废水反渗透装置处理，为保证出水水质，反渗透产水经钠离子交换器进一步降低硬度，产生的浓水由泵抽送至浓水反渗透装置，进一步浓缩处理。深度处理系统反渗透回收率大于85%，反渗透产水主要供全厂除盐水用户用，产水富余量补充工业新水用，浓水送至高炉水渣系统消耗，达到废水零排放目标。

4.污泥处理及加药系统

中央给水处理站、生产-生活废水预处理系统及污泥处理的加药装备均设置于污泥系统的加药间内。污泥系统主要用于处理生产新水、生活水制备、生产废水处理产生的污泥。高效池排出的泥浆进入泥浆池，经泥浆泵压送污泥脱水间，经箱式压滤机脱水制成泥饼后外运，滤液用自流进滤池反洗排水池收集后用泵送回调节池。上清液的污水由泵送水力混合装置前，再次进行处理。脱水后的污泥由汽车外运。

（二）非工程措施

1.组织领导

成立用水管理领导小组，建立健全水资源管理机构，由分管领导负责公司用水管理工作，配备专职节水人员具体负责公司节水工作协调与开展，安排分管负责人对各自生产部门的节水工作进行监督，部门内主要技术人员针对性开展工作，各分支部门内部设置专人负责节水工作的具体实施。

2.制度建设

（1）制定用水管理制度

公司能源管理部在水行政主管部门指导下，制定出台节水管理制度，内容包括日常管理、节水节能统计、能源监督考核等。定期不定期开展用水情况检查，及时督促各生产单元严格遵守节约用水管理，加强巡查维护，杜绝用水设施“跑、冒、滴、漏”现象。同时，抓好循环、冷却等工艺流程的运行管理，加密检查、动态调整，以达到既符合循环水质要求、又减少冷却塔排污水量的双目标。

（2）定期开展水平衡测试制度

为准确掌握用水节水实际情况，应定期开展水平衡测试工作，委托专业机构开展用水监测，对各单元用水情况进行分析与评价，找到存在的问题，制定整改方案，为企业提高用水节水水平提供科学依据。

（3）定期检修制度

定期检查各用水部门的用水设施、管道、器具的使用和维护情况，根据检查情况，各用水部门每季度提出对本部门用水设备、管道、器具的检查计划。检修计划经审核后由设备所属的部门负责检修，检修完毕由公司节水领导小组负责验收。各个部门兼职节水员做好本部门的日常用水计量统计工作，发现“跑、冒、滴、漏”现象应及时修理，发现用水异常且查不出原因的应及时向生产考核组汇报。

3.责任与考核

明确节水管理岗位的任务和职责，根据水行政主管部门下达的计划水量，进一步细分到各部门、各班组，一级抓一级，逐级进行用水量考核；建立节水考核体系，将节水目标完成情况纳入月度绩效考核范畴，每月初检查结果报送生产运营科进行考核。

三、节水成效分析

（一）节水成效

江苏徐州钢铁集团现有1280m³炼铁高炉1 座、550m³炼铁高炉2 座，以及炼钢、轧钢、烧结、球团、制氧、石灰、固废处理、TRT 发电、余热发电等先进生产线，集团年可产钢坯、棒材、螺纹钢和线材钢铁300 万t，产值近百亿元。

据统计，2021年徐钢粗钢产量为295 万t，取水量419.6 万m3，粗钢用水指标为1.42m3/t，用水定额低于《江苏省林牧渔业、工业、服务业和生活用水定额（2019年修订）》中粗钢Ⅰ级2.1m3/t（不含焦化生产、不含冷轧生产）的定额标准，同时也低于水利部《关于印发钢铁等十八项工业用水定额的通知》中粗钢Ⅰ级2.1m3/t（不含焦化生产、不含冷轧生产）的定额标准，节水改造后，产品用水指标达到国内水效领跑者水平。

（二）效益分析

徐钢集团节水改造后生产废水、生活污水根据不同的用水水质设置独立的循环系统，在单元内部形成循环用水体系，排污水在循环水系统内实现串接使用，既可作为浊环水处理系统的补充水，也可经厂区生产废水排水管网接入中央废水处理站进行集中处理，所有废水均不外排，实现零排放。废水日处理量18000m³，处理后的废水全部循环利用，大幅降低新鲜水耗，全年可少取水近600 万m³，年节省资金180 万元左右。

四、结语

随着生态文明理念的不断发展，加之水资源短缺、水生态环境形势日益严峻，对各行业实施节水技术改造，提高水资源利用效率，促进经济社会可持续发展，是全社会的迫切需求。而作为高耗水行业的钢铁企业，必须充分挖掘节水潜力，实现最优节水。通过推广使用先进的节水生产工艺、技术和设备，探索实行中水回用，不断提高工业用水重复利用率，达到废水零排放，为节约水资源，改善水环境，助力实现“碳达峰”“碳中和”目标做出贡献■