天鋼廢水綜合利用現狀分析

薛文英，王增報

（天津鋼鐵集團有限公司，天津300301）

0 引言

天津鋼鐵集團有限公司擁有板材、棒材、線材等七大類產品，名列中國企業500強、中國制造業企業500強、天津市百強企業，多項指標處于全國同行業領先或先進水平。2014年全國重點鋼鐵企業噸鋼耗新水 3.33 m3/t，較 2005 年的 8.03 m3/t下降了近6成。這與大多數鋼企采用雙膜法再生回用技術處理的城市污水替代新水，工業用水全部通過管網分級、閉路循環實現分質供水是分不開的。2014年，太鋼噸鋼耗新水1.96 m3/t，被工信部列為國家節水標桿指標。

為改進天鋼的用水節水效率，加強污水深度處理技術，提高廢水資源化水平，非常有必要針對同行業和本企業的用水節水和污水處理新技術、新裝備的現狀及發展趨勢進行必要了解，以利于針對天鋼廢水綜合利用進行簡要分析，從而推廣采用清潔生產技術，不斷提高企業的廢水綜合利用水平，使企業獲得綠色發展、循環發展和低碳發展。

1 企業用水現狀

1.1 天鋼用水指標情況

2011年，公司新水總耗指標為1683萬t，噸鋼耗新水指標為4.07 t，全部為自來水。萬元產值耗新水指標高達4.60 t。“十二五”期間，天鋼萬元產值水耗指標的歷史變化情況見圖1。

圖1 天鋼萬元產值水耗指標的歷史變化情況

“十一五”時期末，我公司的噸鋼耗新水等用水指標與國內同行業企業的用水先進指標普遍存在著較大的差距，具體見表1。

1.2 天鋼用水構成情況

天鋼用水中的新水構成情況及主要用戶用水量指標見表2。

表1 天鋼與國內噸鋼耗新水指標先進企業對標表（2009—2010年） /t

表2 天鋼用水構成表/萬t

天鋼主要用戶循環水用量指標的歷史變化情況見圖2。

圖2 天鋼主要用戶循環水用量指標的歷史變化情況

2 水平衡現狀及存在的問題

2.1 水平衡現狀

天鋼的新水平衡及主要用戶使用情況見表3。

2.2 公司水平衡存在的問題

（1）自來水結算水量占公司中心給水泵站總送出水量的60.84%，離生產用自來水零取用的最終設計目標尚有不小的差距。

（2）公共新水量（用戶包括生活、綠化、施工、其它）占公司中心給水泵站總送出水量的30.55%，所占比例過高，其中所包括的生活用水量過大。

（3）煉鐵新水總用量占生產計量合計的32.44%，其中水沖渣新水總用量占煉鐵新水總用量的42.22%，均為同級別用戶中所占比例最高的用戶。

（4）2#煤氣清洗、2#水沖渣、2#煉鋼水泵站、板坯連鑄凈環補水、鼓風機水泵站和除鹽水站為公司六大生產新水用戶，其小時用水量（2014年全年平均值）均在 106～236 m3/h。

3 企業廢水綜合利用影響因素分析

表3 天鋼新水平衡現狀 /m3·h-1

3.1 公司的廢水產生量偏大

從公司水平衡現狀看，由于工藝設計的限制，少數凈環水系統的部分水量進入濁環水，以及個別水系統的蒸發損耗率偏高，相應造成生產新水的補水量偏高（2#煤氣清洗、2#水沖渣、2#煉鋼水泵站、除鹽水站等水系統），而且由于水平衡不好，系統的廢水產生量偏大。另外，有的用水系統由于設備老化和磨損，相應造成水的損耗升高（比如板坯連鑄凈環水等水系統），同樣會造成水系統的廢水產生量偏大。

3.2 循環水系統的濃縮倍數偏低

目前，公司各主要循環水系統的濃縮倍數保持在3.0左右，少量系統密閉性較強的系統濃縮倍數可達到4.0。2015年初，公司相關部門組成考察團針對唐山豐南的唐山達豐焦化有限公司進行考察學習。該公司將其蒸氨廢水經生化處理后的產水作為凈環水系統補水，并經采取相應水質穩定措施后，保持高濃縮倍數長時間可靠運行。根據系統整體的運行情況進行分析，其濃縮倍數可達60倍左右。循環水系統在高鹽份、高濁度的情況下，保持了緩蝕與阻垢的微妙平衡。

3.3 生產新水系統的計量檢測率偏低

公司的生產送出新水量占公司中心給水泵站總送出水量的80.10%，而生產計量合計（即各生產水用戶的總用量）僅占公司中心給水泵站總送出水量的73.96%，計量檢測率偏低。

公司的勾兌水量占公司中心給水泵站總送出水量的33.30%，而生產廢水系統再生新水占公司中心給水泵站總送出水量的48.20%，兩者差距過大，計量準確率有待進一步提高。

3.4 公司的中水利用率偏低

2012年1-6月份中水利用率分別為：28.5%、15.0%、30.7%、6.7%、23.6%、24.7%，大量的水被排入趙家河。由于天鋼已建成的深度水處理站對全廠的污水、廢水方面有一定的處理能力，并且能夠生產工業新水，目前再利用水站生產的中水利用率已顯著提高。

3.5 生產廢水的深度濃縮處理率偏低

公司生產廢水的深度處理站采用“雙膜法”進行生產廢水的再生處理，所產的新水與自來水進行勾兌后作為生產新水，進行各生產水子系統的補水；而“雙膜法”所產生的濃鹽水由于“膜”的性能限制，需采用具備更高性能的高規格“膜”作進一步濃縮處理。目前，由于生產廢水的深度濃縮處理率偏低，加之濃鹽水用戶的用量限制，無法做到大量生產廢水的徹底利用。由于目前公司濃鹽水用戶的用量偏低，市政中水再生系統無法投用，否則所產生的大量濃鹽水一旦不能充分、及時得到無害化利用，可能相應造成外排和環境污染事故。

4 建議采取的對策措施

4.1 基本對策

（1）采用清潔生產理念，從源頭加強節水管理，推行節水新工藝、新技術、新材料、新設備等，淘汰落后高耗水技術與設備，以進一步減少生產新水的總使用量，,從根本上減少生產廢水的總產生量。

（2）加強生產新水的計量工作，穩步提高其計量檢測率和計量準確率。逐步杜絕無用水計量的小用戶點，并根據計量數據進行系統性分析，找出主要用戶和次要用戶，實行分級管理，即推行公司級重點用戶、分廠或車間級重點用戶、其它三級用戶，分別加強設備修理及跑冒滴漏等應急節水管理，減少甚至杜絕水的浪費。

（3）進一步系統梳理公司生產廢水的排放、收集、處理及利用系統設施，做好系統內老化、損壞及非正常設備的及時更新工作，確保中水等生產廢水綜合利用設施的正常、高效運轉。必要時，在各泵站內建立廢水收集與儲存設施，作為檢修節水與應急設施，優先保證廢水的“小循環”，減少進入公司“大循環”的生產廢水。

（4）緊緊抓住生產廢水的濃縮減量與深度處理這一關鍵因素，及時增建濃鹽水深度處理與利用系統設施，打開這一限制市政中水深度處理與綜合利用的“瓶頸”環節，也從根本上避免了產生嚴重環境污染的重大環境風險，并為公司節水工作的進一步開展打下堅實的基礎。

（5）加強廢水處理與綜合利用的應用研究，特別是要加強開展針對水系統高濃縮倍數運行、高鹽分水系統的緩蝕阻垢、廢水處理系統的穩定性保障等技術課題的基礎研究，確保在公司生產正常、穩定進行的前提下，無任何環境污染發生。

4.2 管理措施

（1）在工程設計施工階段，將節水理念融入工程建設，對生產用水優先采用清濁分流、一水多用、串級使用、循環利用等高效節水工藝技術和設備系統，使投產以后的生產水重復利用率不低于98%。

（2）推進和強化能源統計與定額管理、能源成本對標管理、用水計量檢測率攻關、經濟責任制考核等項工作，對節水工作從管理上予以持續改進。

4.3 技術措施

（1）在建設初期設計階段，充分考慮節能節水工作，尤其在節水方面，配合生產工藝采用國內先進的設備，在直接和間接循環水使用中，采用投用化學藥劑的方法，提高循環水的濃縮倍率。

（2）將生產排出的廢水進行處理后用于原料場噴淋、燒結降塵、道路灑水、車間衛生、廁所沖洗等用水，將生產廢水充分利用起來。

（3）建設生產廢水深度處理站，將未回收利用的生產廢水全部收集起來加以回用，實現工業廢水趨零排放。

（4）投資建設綜合型水處理中心，將公司生產過程中排放的生產廢水收集后處理，使公司生產廢水實現全部回收再利用等。

5 實施改進效果

為充分落實上述節水對策措施，天鋼相繼啟動了以廢水、煤氣、固體廢棄物三個趨零排放為重點的新一輪十大循環經濟項目。在努力把天鋼建設成為低投入、低消耗、高產出的先進鋼鐵聯合企業的過程中，取得了豐碩的節水成果。

5.1 天鋼“十一·五”節水成果

為實現工業廢水趨零排放，創造最大的經濟效益和社會效益，天鋼于“十一·五”期間建設了生產廢水深度處理站。通過對天鋼廠區的生產廢水進行深度處理，將產水全部回用。公司生產廢水深度處理站工程，處理水量為555 m3/h，外供反滲透產水372 m3/h。每年反滲透產水量為252.96萬t。反滲透濃水產水量為124 m3/h，供鋼渣處理間、電爐渣場做為悶渣和噴灑。

5.2 天鋼“十二·五”節水成果

“十二·五”期間，天鋼建成生產廢水深度處理綜合利用項目，實現全廠生產廢水的全部回收。通過管道最終進入新水池與廢水深度水出水進行勾兌，一期工程出水1 200 m3/h，出水水質滿足用戶要求。工程建成后，廢水、中水處理能力分別達到1 000 m3/h、1 200 m3/h。公司的用水一部分由勾兌水替代自來水，每年可節省自來水1 200萬t，節省外購自來水7 800萬元/年（按6.5元/t計算），每年可創造效益4 000多萬元，從而為天鋼帶來了良好的社會和經濟效益。

6 結論

隨著水資源短缺的現狀越來越嚴峻，水資源對鋼鐵企業經濟發展的制約將越來越大。特別是京津冀地區，嚴重的水資源供需矛盾使很多鋼鐵企業已經意識到廢水回收和中水利用的重要意義，通過廢水回收和中水利用既可有效地減少自來水取水量，緩解供需矛盾，又符合國家節能減排的政策導向。天津鋼鐵集團有限公司對生產用水優先采用清濁分流、一水多用、串級使用、循環利用等高效節水工藝技術和設備系統，使得投產以后的生產水重復利用率高達98%以上。建成了生產廢水深度處理綜合利用項目，將公司生產過程中排放的生產廢水收集后處理，進而實現公司生產廢水全部回收再利用。