钢铁工业节水任重而道远

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钢铁工业节水任重而道远

我国水资源短缺日益严重，已成为制约今后国民经济和社会发展的瓶颈因素之一，是实施可持续发展战略和循环经济亟待解决的一个难题。钢铁工业作为高耗水行业，必须承担起促进全社会资源永续利用和环境持续改善的重要责任。坚持节约发展、清洁发展、可持续发展的理念，将节能减排作为发展的硬约束，纳入钢铁企业总体发展战略，始终坚持走低投入、低消耗、低排放和高效率的发展道路，积极推进循环经济和清洁生产。如何最大限度地合理使用有限的水资源，是钢铁企业节能降耗工作的重要组成部分，也是企业降低成本、提高产品市场竞争力的重要途径。
钢铁工业必须由“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统发展模式，向“资源一产品一废弃物一再生资源”的反馈式循环模式转轨。国家已对钢铁等高耗水行业实行强制性用水定额管理，并出台发展政策，今后推行强制性节水技术应用也将成为必然趋势。
钢铁生产流程的各个工序几乎都离不开水，烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢各工序都需要大量消耗水，都有废水排放，特点是：废水量大、水质差异大、污染物种类多。
烧结废水中污染物成分简单，主要是悬浮物，经处理后可以循环使用或外排。主要用水特点是串级使用率较高，可以提高循环用水率；有益矿物含量高，回收利用价值较高；外排废水的水量与水质的随机性大；废水pH值较高，属结垢性废水。
焦化废水主要是装入焦炉的炼焦煤中水和化产、湿法熄焦过程中使用水和蒸汽所形成的废水；其特点是水质成分复杂、污染物浓度高、毒性大、水量和水质波动大。
炼铁废水主要是高炉煤气洗涤水、冲渣废水、铸铁机废水等；废水特点是生产工艺过程用水，含有多种有害物质，必须经过很好处理才能循环使用。
炼钢废水根据生产工艺不同，废水来源也不同，主要分转炉炼钢废水、电炉炼钢废水、连铸废水，其成分和性质随冶炼周期的变化而变化。
轧钢废水分为热轧废水和冷轧废水。热轧废水主要特点是用水量大，含有大量的氧化铁皮和油，经沉淀、冷却处理后可循环使用。冷轧废水主要包括含酸污水、含碱污水、含油污水等。含酸污水中有各种酸类及相应的铁盐和重金属离子等。含碱污水除含有碱性物质外，还含有悬浮物、油类等。含油污水中含有各种油类、乳化液、悬浮物和氧化铁皮等。废水的主要特点是种类多、成分复杂、废水量变化大、含油及乳化液废水需要单独处理。
据统计，我国冶金工业水重复利用率平均不到70%，而发达国家高达90%。与国外先进企业相比，目前我国钢铁企业吨钢耗新水还有一定差距，节水潜力很大。另一方面，国内各钢铁企业之间的差距依然较大，技术限制和管理落后等诸多原因造成浪费水的现象相当严重。因此，钢铁企业应该全流程统筹部署节水工作，从各工序着手，尽可能采用先进技术、工艺和先进设备及新材料，挖掘潜能，减少用水量，提高水的重复利用率。
当前，钢铁工业采取的节水技术措施可归纳为以下4个方面：即与主体技术改造配合，尽可能采用不用水或少用水的工艺及大型设备，做到源头用水减量化；采用安全可靠、先进高效的水处理技术和工艺，提高水的循环利用率，进一步降低吨钢耗新水量；采用先进工艺对循环水系统的排污水及其他排水进行有效处理，使工业废水资源化，实现工业废水“零排放”；做好污水处理和分级别回用，最大限度利用水资源。
1、采用节水型的工艺技术与装备，如干熄焦技术、高炉（转炉）干法除尘等
干熄焦是在密闭系统内完成熄焦过程，可基本消除酚、HCN、H2S、NH3的排放，减少焦尘排放，与传统的湿法熄焦相比，每吨焦炭可节水0.45m3。高炉煤气全干法除尘技术省却了湿法除尘的洗涤塔和沉降池等，全干法除尘工艺在除尘过程中不需要使用水洗和冷却，只是在炉尘输送过程中加湿时使用极少量的水，节水效果显著。
转炉煤气干法除尘回收技术可回收转炉冶炼过程产生的煤气，并对烟气进行净化，将含尘浓度由150～200mg/m3降至10mg/m3，可大幅降低转炉炼钢工序能耗，系统阻损小，煤气发热值高。该系统全部采用干法处理，节约水资源，有利于保护环境。
2、重点加强焦化废水处理、轧钢废水处理回用技术与膜法水处理技术等
焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水。其组成复杂，含有大量有机污染物，还含有有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水，一直是国内外废水处理领域的难题。目前，国内外应用最广泛的当属生物处理技术，正逐步由过去的活性污泥法向A-A-O-O法，即厌氧-缺氧-好氧-好氧法过渡。
轧钢过程中产生大量的含油废水，其中以冷轧乳化液废水的处理最为困难，较为成熟的处理技术是采用电化学催化氧化（ECO）、膜生物反应器（MBR）、气能絮凝（GEF）和超滤（UF），尤其是电化学催化氧化法可以提供充足能量打断持久性有机污染物的化学键，使之氧化分解，甚至彻底矿化。
膜法水处理技术是一种强化的自然水净化过程，经过微滤、超滤、纳滤和反渗透等技术可以去除废水中的杂质。其最大优势在于对杂质的去除率高，处理后的水质不仅以达标排放为目的，且可以实现废水回用。膜分离技术在循环水处理中应用也比较广泛，特别是反渗透技术，可以脱除水中99%的盐分，经过反渗透处理的水基本不会造成管道和设备的结垢和腐蚀。
3、冷却过程节水技术，如高效空冷技术、节水喷雾型冷却塔等
闭路冷却循环水系统是冷却过程节水技术的未来发展趋势，闭路循环水系统采用空冷器冷却降温是节水的关键技术，尤其是干式空冷器节水效益明显。空冷技术在高炉设备、转炉设备等应用较广、技术成熟，在连铸结晶器、加热炉的设备冷却中应进一步推广应用。
4、污水回用技术，如串级供水、企业外排水综合处理回用、城市污水再生水处理利用等
串级供水和污水综合处理回用可使钢铁企业水的重复利用率得到有效提高，如冷却水可供煤气洗涤除尘用水，再供冲水渣用水和原料场的洒水等。关键环节是要进行水的科学合理的串级供应和优化污水处理工艺技术设备，使回用的水可以满足不同用途的各种需求标准。
钢铁工业的节水工作任重而道远，钢铁企业应积极贯彻执行国家相关产业环保政策，结合自身特点，开发适合钢铁工业的节能型水处理技术与设备，运用经济杠杆激发企业各部门的节水积极性，支持发展和采用各项节水技术、污水处理技术、成套循环用水技术，真正做到工业废水的“零排放”。

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钢铁工业节水 任重而道远

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