全国重点钢铁企业用水和节水情况

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全国重点钢铁企业节水情况和节水思路

王维兴

(中国金属学会 北京 100711)

1. 钢铁企业节约用水的重要性

国家已公布了<节水法>,节约用水,减少排污,保护水资源已成为我国的国策.2009年6月建设部发布了<钢铁企业节水设计规范>,提出了新建 、改扩建工程应采用先进的接水工艺、技术和设备:对采矿、选矿、原燃料场、烧结和球团、焦化、炼铁、炼钢、轧钢、生产辅助车间、冶金石灰、轻烧白云石、耐火材料车间的主要工序均提出了具体用水和节水要求.

在工业领域中钢铁工业是用水大户，约居第五位。据统计，德国和日本等工业发达国家钢铁工业用水量占工业总用水量的12%左右，我国钢铁工业用水的比例会比这个数高一些。因为我国钢产量已占世界钢产量的50%左右。

近年来，我国钢铁工业是处于高速发展阶段。2009年全国钢铁产量达到5.678亿吨，比上年增长13.50%。但是，随着科学技术进步，不断采用各种先进的工艺、技术装备和加强对用水、节水的管理，我国钢铁工业用水量已从高速增长逐步转变为缓慢增长。我国重点钢铁企业2005~2009年吨钢耗新水量分别为8.6m3/t、6.43 m3/t、5.31 m3/t，5.12 m3/t、4.40 m3/t就充分说明了这个发展趋势。

我国是水资源短缺的国家。水资源短缺已经成为我国部分地区钢铁企业生存和发展的制约因素。国外专家和学者们认为，运用目前先

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进的技术和方法，完全可以在不影响经济发展和降低生活质量的前提下，工业可节水40%~60%。目前，国外钢铁企业吨钢耗新水先进值是：日本鹿岛为2.1 m3/t，阿萨洛为2.4 m3/t，德国蒂森克虏伯为2.6 m3/t。

2. 重点钢铁企业节水情况

2009年重点钢铁企业产钢4.659亿吨,比上年提高11.24%.但生产取水量比上年减少7.79%,外排废水总量降低13.67%;吨钢耗新水为4.43m3/t,比上年下降12.75%;水重复利用率96.92%,比上年提高0.41%.这说明,我国重点钢铁企业节水工作取得了显著成绩.

2.1.2010年上半年重点钢铁企业吨钢耗新水为4.07m3/t,比上年下降0.35%.

2010年上半年我国吨钢耗新水先进值的企业有：天津荣城0.86 m3/t，张店1.09 m3/t，济源1.27 m3/t，柳钢1.62 m3/t，山东江鑫

1.68m3/t,太钢1.80 m3/t，唐山贝氏体1.96 m3/t，山西中宇2.25m3/t，合钢2.26 m3/t，国丰 2.30m3/t，邯郸纵横2.51 m3/t,津西2.52 m3/t，德龙2.57m3/t，西林和永钢均为2.59 m3/t，新抚钢2.61m3/t,凌钢

2.65m3/t, 山西福盛2.27 m3/t，新兴铸管2.96m3/t.宣钢3.04m3/t,天管3.15m3/t,济钢3.30m3/t,莱钢3.44m3/t等。2009年全国重点钢铁企业（105家）各工序水耗和耗新水平均值见表1.

2.2. 2009年全国重点钢铁企业各工序水耗、耗新水情况

表1 2009年全国重点钢铁企业各工序水耗、耗新水情况

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2010年上半年全国重点钢铁企业吨钢耗新水为4.07m3/t,比上年下降0.35%:水重复利用率达97.16%。重点钢铁企业积极采用干法熄焦,干法煤气除尘,高炉冷却系统采用软水密闭循环,使企业用新水 量大幅度降低.

2.3.2010年8月工信部发出工信厅节函[2010]594号:关于开展重点用能行业能效水平对标达标活动的通知。

有关工序耗新水的能效标杆指标： 炼铁是0.12m3/t.

转炉炼钢是0.24 m3/t.

电炉炼钢是0.5m3/t.。

3.钢铁企业节水思路

3.1、钢铁工业用水、供水

钢铁工业生产过程中水的作用主要有：设备和产品的冷却，热力供蒸汽，除尘洗涤和工艺用水（如轧钢除鳞等）。冶金长流程生产工艺过程，每生产1吨钢材，约要用水160m3，表1中已列出各工序生产过程中的工序水耗和耗新水。但是，因我国钢铁企业是处于不同生产结构、多种层次，先进指标与落后指标并存的阶段。所以各企业之间的工序水耗和耗新水的差距特别大，存在多方面的不可比性。建议企业进行对口对标活动。只有在相近生产条件下，用水和节水指标才有可比性。一切先进指标均是要有一些技术、装备条件来支撑。在对标活动中要研究好技术装备条件有几个，并且要抓着权重大的条件来

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进行科学分析才能取得良好的对标效果。

3.1.1、钢铁工业生产取水种类

工业用水、生活用水、地下水、矿井废水、城市污水、雨水、海水等。

3.1.2、钢铁企业用水原则

节约与开源并重，节流优先，治污为本，取消直排水，提高用水效率，实现多级、串级使用，提高水的循环利用率等。

3.1.3、钢铁企业供水原则

改变过去“按需供水”的概念，要实现科学供水。按水质和水温进行优化供水。建立企业的生活水循环系统，浊水循环系统，污水循环处理系统，软水密闭循环系统和清水循环系统等。不搞企业水系统的大循环，实行专用水专供，最大限度减少污水处理量(一般在50%左右)。

3.2、实现企业用水和节水的科学管理

用科学发展观来指导企业的用水和节水工作，根据各工序生产特点来实现优化供应，增加回收，减少浪费。主要管理理念包括：

3.2.1、设立专职司水机构，拥有一定专业知识的专业人员，建立企业水管理系统网络

3.2.2、建立健全企业水管理的规章制度，包括公司一级、二级厂矿一级，以至车间班组的管理办法和实施措施

设立企业水管理的奖惩办法，充分调动企业全体员工的积极性、主动性、创造性，约束性,实现企业的全员节水局面。莱钢提高水价

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后,促进了企业节水成果.

钢铁企业的用水和节水工作要实行标准化、规范化运行，消除人为因素的影响。

3.2.3、水系统的仪器仪表配置率、完好率、周检率要在95%以上

这是企业水管理的基础性工作，公司、二级厂矿主要耗水设备要有完善的仪表配置。统计的用水数据要科学、真实、稳定、可靠,是企业节水工作的基础,也是制订企业节水发展规划的依据.

3.2.4、建立企业浊水、净循环水系统和废水回用系统的在线监测工作制度.

针对不同工作目标，采取不同的监测方式、手段和内容，这样可以节能节水和使水资源得到充分合理地利用。目前钢铁企业在线监测系统普及率较低。

在线监测设备

常用水质监测设备：PH计、TB、COD、BOD、DO、COND、NH3-N、TCN、TOC等单项或多项监测设备。

水质污浊多参数综合分析仪：分光度计、色—质谱联机

水质自动监测系统：自动采样、自动记录。将监测结果由遥测系统从现场传递至控制室，保存数据，由计算机进行数据分析。

在线监测范围与内容

（1）水量监测：生产总用水量、循环用水量、耗新水量、排水量、废水经处理后再生用水量，重复用水量等。

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（2）水质监测：新水水质、用后水质、废水处理后水质、外排废水水质等。

（3）设备运行状态监测：是否正常运转、安全保护装备状态。

3.2.5、统计工作要科学、准确、认真执行国家和行业标准 统计部门提供的用水数据要科学、准确、及时、稳定，并定期提供技术分析报告。

3.2.6、建立企业用水定额管理办法

将企业用水、节水总指标分解到各工序、各岗位，实行定期检查、考核、评价，可促进企业节水管理和技术进步。

3.2.7、制定企业节水发展规划

钢铁企业发展规划中要有节水发展的内容，并要与企业的技术改造，新建设施等工作结合起来。节水规划要结合企业具体情况,掌握本企业真实用水情况,分析出企业存在的差距,制定出可行的目标，有措施，有工期，并资金和人力要落实。

3.3、钢铁企业节水技术

3.3.1、节水技术的核心是提高水的利用效率

主要内容是：

首先企业要消灭直排水

根据各工序、各设备的对水质和水量需求,采用不同供水方式 采用多级、串级供水，可有效地提高水的利用效率

优化污水处理工艺技术:对不同质量的污水,采用不同的处理工艺和技术,处理后的水给不同的用户,可有效地提高水的循环

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利用率,同时可大大减少污水处理量.所以,我们不主张企业污水集中处理工艺.

3.3.2、积极推广应用少水或不用水的工艺技术装备

不用水工艺技术装备：

干法熄焦技术、焦炉热导油传热技术

高炉煤气和转炉煤气干法除尘技术：节电70%，节水约9 m3/t，回收煤气显热11.3~21.7kgce/t，除尘效率在99%以上。京唐钢铁公司5500m3高炉煤气成功采用全干法除尘技术设备.

轧钢加热炉蒸汽冷却技术等

·少用水技术装备：

转轮法处理高炉和转炉渣技术、炉渣风淬技术、轧钢加热炉气化冷却技术，进行高炉软水密闭循环冷却技术，喷雾型冷却塔等。

3.3.3、多元化取水

优选和合理布置水资源是一项十分重要的工作。钢铁企业应积极开发利用非常规水资源，如城市污水、地下采矿废水、雨水、海水等。南方地区的钢铁企业应健全对雨水的收集处理和利用设施，可有显著的效益。雨水质量好，处理费用低，节水效果显著。京唐钢铁公司已采用海水进行加工和冷却使用.

据统计，2009年重点钢铁企业取水总量为31.91亿m3,取河湖海水的冷却水量为6.51亿m3,占总取水量的20.41%。

3.4、强化串级用水，进行水的闭路循环利用

水的多级利用，可有效地提高水的利用效率。如净水先去用于冷

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却，冷却后的水供给轻污染的设备，再去共给污染重的设施。宝钢、济钢等企业已经实现水的4级以上利用。推行小半径循环和水质稳定技术。

3.5、建立企业多水种的循环系统

不搞钢铁企业用水的大循环，建立根据用户要求的不同，有生活水循环、浊水循环、污水循环、工业水循环、净水循环等系统。每个系统之间要有科学的衔接。

3.6、加强对蒸汽系统冷凝水回收的工作力度

蒸汽系统的冷凝水实际上是宝贵的纯净水，在钢铁企业生产中应用面广，且价高。目前钢铁企业产生冷凝水的点多面广，有些点产生的量少，造成难以全面回收。

4、污水处理技术

污水处理的原则：优化污水处理工艺流程（处理量要减量化、个性化处理，实现高效和安全），提高水处理浓缩倍数，提高废水处理率和达标率，实现废水“零排放”。

《中国节水技术大纲》中提出：在敞开式循环冷却系统，推广浓缩倍数大于4.0的水处理运行技术，2006年已提出,淘汰浓缩倍数小于3.0的水处理技术。在使用高硬度水质情况下高炉煤气洗涤系统浓缩倍率9.4，转炉除尘水系统为5.4，其它系统在2.5~3.0之间。

钢铁企业供水要实现优质优供，水处理总量应低于用水总量的50%，只有通过多级、串级利用,优化水处理工艺技术等才能实现。

钢铁企业的污水处理要针对不同水质、采用不同的污水处理工艺

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技术，处理后的水供给不同的用户。不搞总的污水处理设施，分而治之。这样代价小，处理量小，经济效果大。专供水系统布局小，管路短，处理量少，运行费用低。

4.1、含尘泥的污水处理

含尘泥的污水主要采取沉降法来处理，对微细颗粒尘泥可采取加药剂絮凝工艺。济钢对炼钢污水采用斜桶沉降技术，占地小，脱尘泥效果好。大多数企业采用多级沉淀池。

4.2、含油、有机物等物质的污水可采用膜处理（包括反渗透技术），以及微波和超声波处理废水，还可以加入不同的药剂进行综合处理；含油污水要先静止，利用油上浮后进行撇除；对微细油粒加药破乳后再用矾华吸附。COP通过混凝沉淀和过滤去除。

4.3、焦化废水处理采用专有的脱氧、氨、氮技术，采用氨氮微生物硝化—反硝化治理技术，简称A/O 生物脱氨工艺。此法要有足够的曝气时间和必须补充一定量的碱度。曝气所用的氧气最好采用变压吸附制氧工艺设备，氧气成本低，含量在80%左右就可以。

5、结论

5.1、串级供水和优化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的提高。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户的各种需求标准。制定和建立钢铁企业《给排水系列技术标准》体系，是当务之急的大事。企业的水管理工作者要从技术上的明白人向专家型方向转变。主要工作内容要包括，供水和污水治理设计规范，给排水运

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作指标体系，各生产工序用水定额，不同水质的标准等。

5.2、钢铁联合企业，生产过程中耗水程度依次为炼铁、炼钢、轧钢焦化、烧结。但是采用了先进节水技术之后（干熄焦、煤气干法除尘、少水粒化炉渣等），耗水的大户就改为轧钢。

5.3、钢铁企业之间用水和耗新水最大值与最小值的差距太大，说明企业节水潜力大.

冶金设备的大型化、高效化、自动化、紧凑化和连续化生产会促进企业的节水成果.大型高炉,转炉采用先进工艺技术装备,节水效益显著。

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