為了緩和我國水資源供需矛盾,提高用水效率,減少工業(yè)廢水對水環(huán)境的污染,實(shí)現(xiàn)發(fā)展與環(huán)境的融合,國家經(jīng)貿(mào)委和*發(fā)布了5個高用水行業(yè)的《工業(yè)企業(yè)取水定額國家標(biāo)準(zhǔn)》,對鋼鐵行業(yè)等實(shí)行強(qiáng)制性用水定額管理,促使企業(yè)必須采取有效的節(jié)水措施。盡管我國的鋼鐵工業(yè)的產(chǎn)量增長較快,但新水用量一直為負(fù)增長,這標(biāo)志著節(jié)水技術(shù)和措施已在鋼鐵工業(yè)發(fā)揮巨大的作用。但應(yīng)該清楚,取得如此成效是基于初期的落后的用水設(shè)施。目前,企業(yè)原有落后用水設(shè)施改造基本達(dá)到完善,加之節(jié)水工作是一項(xiàng)環(huán)保內(nèi)容,投資大、運(yùn)行費(fèi)用高,不會對企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益,要進(jìn)一步取得明顯節(jié)水效果,靠企業(yè)自發(fā)推進(jìn)節(jié)水技術(shù)及其應(yīng)用是不現(xiàn)實(shí)的。
為此,國家在制定了強(qiáng)制性用水定額管理的同時,制定《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》,規(guī)定發(fā)展目標(biāo):到2010年全行業(yè)噸鋼耗新水降到8噸以下;到2020年全行業(yè)噸鋼耗新水降到6噸以下。同時對新建鋼鐵工業(yè)裝備水平和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)采用準(zhǔn)入制。準(zhǔn)入條件規(guī)定了鋼鐵聯(lián)合企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):噸鋼耗新水長流程低于6噸,短流程低于3噸,水循環(huán)利用率95%以上。其它鋼鐵企業(yè)指標(biāo)要達(dá)到重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)平均水平。
國家已對鋼鐵企業(yè)等高用水行業(yè)實(shí)行強(qiáng)制性用水定額管理,并出臺發(fā)展政策,那么推行強(qiáng)制性節(jié)水技術(shù)及其應(yīng)用也將成為必然趨勢。
一、強(qiáng)制性工序節(jié)水
目前較成熟的節(jié)水工序如下:
1.高爐干法除塵技術(shù)
已實(shí)施項(xiàng)目有:萊鋼2座750m3高爐、首鋼1200m3高爐、柳鋼1200m3高爐、唐鋼3200m3高爐、邯鋼380m3高爐、凌源300m3高爐等采用全干法除塵系統(tǒng);太鋼1200m3高爐、攀鋼4號1350m3高爐、武鋼5號3200m3高爐、邯鋼1260m3高爐和首鋼3號2500m3高爐等采用干濕混用除塵系統(tǒng)。國外使用干法除塵技術(shù)的zui大高爐為4000m3。
全干法除塵技術(shù)在750 m3以下高爐應(yīng)用較廣、技術(shù)成熟;對大型高爐采用干濕混用除塵系統(tǒng),雖然投資較大,但節(jié)水、運(yùn)行安全,從節(jié)水角度應(yīng)大力推廣。
2.轉(zhuǎn)爐干法除塵技術(shù)
干法除塵系統(tǒng)國外應(yīng)用已達(dá)40多套。如果一半的企業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)爐干法除塵技術(shù),較濕法除塵系統(tǒng)而言,每年約節(jié)水4400萬m3。
3.加熱爐汽化冷卻技術(shù)
4.干熄焦技術(shù)
5.連鑄連軋工藝
二、設(shè)備冷卻循環(huán)水系統(tǒng)——空冷器的應(yīng)用
閉路冷卻循環(huán)供水系統(tǒng)取代開路冷卻循環(huán)供水系統(tǒng)的節(jié)水技術(shù)將成為發(fā)展趨勢。
閉路冷卻循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)水量為其循環(huán)水量的0.1%—0.5%,而開路冷卻循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水量(按一般溫升10℃、濃縮倍數(shù)為3計(jì))為2.6%。開路循環(huán)水系統(tǒng)即使采用更高的濃縮倍數(shù)、補(bǔ)充高質(zhì)量新水或者循環(huán)水水質(zhì)為軟化水,其補(bǔ)水量也不低于2%的極限值??梢姡h(huán)水系統(tǒng)節(jié)水出路是采用閉路循環(huán)水系統(tǒng),閉路循環(huán)水系統(tǒng)采用空冷器冷卻降溫是節(jié)水的關(guān)鍵技術(shù),尤其是干式空冷器節(jié)水效益明顯。
閉路循環(huán)水系統(tǒng)降溫設(shè)備采用板式換熱器,則必需配備冷水循環(huán)水系統(tǒng),這將失去閉路循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水的意義。空冷器取代板式換熱器的空冷技術(shù)在高爐設(shè)備、轉(zhuǎn)爐設(shè)備等應(yīng)用較廣、技術(shù)成熟,在連鑄結(jié)晶器、加熱爐等設(shè)備冷卻中應(yīng)進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
三、膜處理技術(shù)取代離子交換技術(shù)
軟化水、脫鹽水制備采用離子交換技術(shù),將消耗大量的鹽、酸、堿,同時排出大量的高含鹽生產(chǎn)廢水,給廢水回用處理帶來難度,減少了回用水量,相應(yīng)增加排水量。尤其是北方地區(qū),水的硬度較高、含鹽量也高。比如,北方某450萬噸綜合鋼鐵企業(yè),按水的總硬度為250dh計(jì),年耗軟水約800萬m3,年所需工業(yè)食鹽4280噸。這個數(shù)字還不包括因制備脫鹽水而加到水中的酸、堿量。由于高含鹽廢水只能回用于有限的用戶,多余水不得不外排,降低水的重復(fù)利用率低。
軟化水、脫鹽水的制備采用膜處理技術(shù),正好解決這一問題,只是一次性投資較大。從長遠(yuǎn)看,膜處理技術(shù)取代離子交換技術(shù)制備軟化水、脫鹽水是發(fā)展趨勢。目前,該技術(shù)在電廠等各行業(yè)應(yīng)用較廣,在鋼鐵行業(yè)已逐步開始應(yīng)用。
四、廠區(qū)給排水管網(wǎng)分質(zhì)敷設(shè)
企業(yè)擴(kuò)建、改造或新建廠區(qū)的生產(chǎn)給排水管網(wǎng)分質(zhì)設(shè)置是水資源達(dá)到合理利用的前提條件。
生產(chǎn)排水管網(wǎng)應(yīng)分為一般廢水排水管網(wǎng)和濃鹽水排水管網(wǎng)。前者可將企業(yè)一般工業(yè)廢水、車間廢水處理站出水等進(jìn)行收集,送至廠區(qū)廢水處理站,處理回用;后者將企業(yè)除鹽水站、軟化水站產(chǎn)生的濃鹽水以及廢水處理站深度處理產(chǎn)生濃鹽水等進(jìn)行收集,以便經(jīng)廢水處理站簡易處理后直接用于可接受高含鹽水的用戶。采用分質(zhì)排水,可以減輕廠區(qū)廢水處理站負(fù)荷、減少投資和運(yùn)行費(fèi)用;同時,使高含鹽水因量少而充分利用,減少廢水排放。
生產(chǎn)給水管網(wǎng):除按常規(guī)設(shè)有工業(yè)新水供水管網(wǎng)、軟化水和脫鹽水供水管網(wǎng)外,還應(yīng)設(shè)中水回用供水水管網(wǎng)、濃鹽水回用供水管網(wǎng)。中水來自廢水處理站處理后的一般回用水,可供濁環(huán)水系統(tǒng)用水、膜法深度處理制備軟化水、脫鹽水等用水;濃鹽水來自濃鹽水排水管網(wǎng)收集并進(jìn)行簡易處理后的回用水,回用濃鹽水供水管網(wǎng)主要供原料場灑水、高爐沖渣、鑄鐵機(jī)、鋼渣場等用戶。
采用分質(zhì)供水,以滿足各用戶對水質(zhì)的不同要求,減少不必要的水質(zhì)浪費(fèi),降低運(yùn)行成本。
五、廢水回用深度處理
廢水回用深度處理是企業(yè)實(shí)現(xiàn)*的必要條件。
由于直流冷卻系統(tǒng)逐漸減少,生產(chǎn)排水大部分為循環(huán)水的排污水及車間生產(chǎn)廢水處理排水,其含鹽量重相對較高,簡易處理后一般不能直接回用于其原用水羹系統(tǒng),使其回用使用面窄,不能充分利用,部分水仍要外排。只有進(jìn)行深度處理,降低回用水含鹽量,使回用水水質(zhì)恢復(fù)到工業(yè)新水水質(zhì)指標(biāo),取代工業(yè)新水,才能真正達(dá)到回用目的;同時由于深度處理使鹽分進(jìn)一步濃縮,濃鹽水水量大大減小,使該部分水水量遠(yuǎn)小于原料場灑水、高爐沖渣、煉鋼渣場等可接受含鹽量較高的用戶用水量,從而使高含鹽廢水也不外排,企業(yè)真正實(shí)現(xiàn)廢水*。廢水回用深度處理已在太鋼、邯鋼等企業(yè)有成功的先例。
六、建設(shè)綜合鋼鐵企業(yè),降低水耗
建設(shè)綜合鋼鐵企業(yè)是企業(yè)降低水耗、實(shí)現(xiàn)*的前提條件。
綜合鋼鐵企業(yè)一般包括原料場、燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼等車間,各車間用水水質(zhì)、水溫以及排水水質(zhì)、水溫等條件差別較大,為串級用水、串級供水、一水多用、廢水回用等提供zui大可能,使各種水質(zhì)能充分利用、從而減少廢水排放,以達(dá)到*。
七、開發(fā)海水、雨水利用
在淡水資源逐漸減少,嚴(yán)重制約企業(yè)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天,開發(fā)利用海水、雨水是鋼鐵企業(yè)擺脫有限水資源束縛、可持續(xù)發(fā)展的出路。目前,萊鋼利用雨水地下回灌進(jìn)行儲存,利用較好,解決了淡水資源短缺,是企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的良好基礎(chǔ)。
為鼓勵鋼鐵企業(yè)節(jié)約淡水資源,《工業(yè)企業(yè)取水定額國家標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,海水用量和雨水用量不作為鋼鐵企業(yè)用水定額考核指標(biāo)。這為沿海地區(qū)及內(nèi)地山區(qū)鋼鐵企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造有利條件。
鋼鐵企業(yè)是社會經(jīng)濟(jì)實(shí)體組成部分,只有加大投人,加強(qiáng)節(jié)水技術(shù)實(shí)施、合理開發(fā)水資源、減少排水、實(shí)現(xiàn)’零’排放才是可持續(xù)發(fā)展的出路。