“分質供水、串級補水、梯級排水、循環利用”的水系統創新實踐應用

摘要：本文以建設節水型企業及大力實施水污染防治為出發點，介紹了陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司（以下簡稱漢鋼公司）在用水方面實施的“分質供水、串級補水、梯級排水、循環利用”的創新實踐成果，總結了創新成果的優勢所在，回顧了推行過程及應用效果，并對創新實踐成果的應用前景給予了充分展望。

關鍵詞：鋼鐵企業;循環;節水;零排放

漢鋼公司為陜西省確定的產業整合、技術改造、災后重建項目。廠區地處陜西省漢中市勉縣，該地區靠近定軍山景區，毗臨漢江，屬環境敏感地帶，也是南水北調工程供京、津、唐地區的重要水源地，因此，在項目建設時，公司即確定了“廢水零排放”的目標，提出“分質供水、串級補水、梯級排水、循環利用”的創新思路，并在管理實踐中具體應用。

一、實踐背景

據監測，全國廢污水排放量由2002年的631億噸增加到2018年的接近1100億噸。多數城市地下水受到一定程度污染，并且有逐年加重的趨勢。日趨嚴重的水污染不僅降低了水體的使用功能，進一步加劇了水資源短缺的矛盾，更重要的是漢鋼公司所處的漢江流域是南水北調的重要水源地，供給著北京及周邊地區幾千萬人口的生活生產用水，漢江水一旦被污染，將會對這些地區的生產生活用水產生重大影響。因此，建設節水型企業及大力實施水污染防治成為漢鋼公司在用水方面首先需要解決的問題。

二、實踐簡介

漢鋼公司生產新水來源是購買陜西漢中供水有限責任公司的漢江河地表水，由漢江第一壩自流至南干渠取水，公司從南干渠取水泵站取水至廠區中央水處理，經處理后使用。

處理后的新水主要供應燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼的循環水系統，采用分質供水，梯級排水，系統大循環工藝，主要是根據不同用戶供給不同水質的水、將高水質用戶的排水作為低水質用戶的補水并進行系統大循環（將煉鋼余熱鍋爐、軋鋼氣化冷卻、煉鐵軟水循環系統等的排水排入各分廠凈循環水系統作為補充水，將各分廠的凈循環水系統的排水作為各分廠濁循環水系統的補充水，各分廠濁循環水系統的排水排入廢水處理系統，經處理后用于雙膜法除鹽水制備系統，將制備的除鹽水用于余熱鍋爐、汽化冷卻、軟水循環系統等高水質用戶的補水，完成一個大循環，開始下一個大循環），生產新水只作為大循環的補充水。采用雙膜法除鹽水工藝分離出的濃鹽水用于澆灑道路、綠化、除塵、渣處理等雜用水消耗掉。經廢水處理后的回用水也可直接用于對水質要求不高的濁循環水和雜用水。

三、創新實踐的優勢

（一）和一般水處理工藝流程比較

1.??? 目前鋼鐵企業的現狀是各用水單位建有自己的水處理系統（如：軟水循環系統、凈循環水系統、濁循環水系統等），但普遍采用直補水和直排水方式。一般采用新水濃縮3 倍左右作為排水指標直接排放。由于沒有解決水中濃縮的鈣、鎂等結垢離子及其它腐蝕性離子，不能回用，一般廢水經物理方式處理后外排到江河湖泊等水體，實行廢水達標排放，這種用水工藝雖然滿足生產需求，但用水量較大，成本較高，廢水達標排放，不符合美麗中國，綠色企業發展方向，需要進一步改造。

2.??? 采取串級補水，梯級排水的用水模式，達到降低水系統運行成本和保護環境的目的，符合綠色發展環保要求。

（二）技術路線及主要技術指標

1.??? 鋼鐵企業梯級補排水、系統大循環工藝就是采用分質補水、將高水質用戶的排水作為低水質用戶的補水并進行系統大循環，生產新水只作為大循環的補充水。根據2019年水利部引發的《鋼鐵等十八項工業用水定額的通知》規定：鋼鐵聯合企業噸鋼耗新水量領跑水平為≤2.1立方米（不含焦化、不含冷軋），先進水平為≤2.3立方米，通用水平為≤3.6立方米。根據年產300萬噸規模的鋼鐵企業實踐，噸鋼耗新水量為1.5立方米左右，年可節水630萬噸新水左右，實際技術水平在同行業到達領跑水平。通過梯級補排水項目的實施解決補水、排水、節水等水系統上的難題。

2.??? 本工藝可以收集雨水經廢水工藝處理后加入大循環，從而實現廢水零排放和節約用水的目標，再配合干法除塵等節水工藝，一般可將噸鋼耗新水量控制在2 立方米左右。

（三）技術創新點

1.??? 通過采用雙膜法除鹽水工藝（反滲透），將廢水中的各種離子除去，變成高品質的除鹽水，變廢為寶，形成了整個系統的大循環。

2.??? 梯級補排水，分質供水，做到了物盡其用，避免了水資源浪費和降低了運行成本。

3.??? 由于該工藝不需要外排水，因此真正做到了廢水零排放，保護了環境。樹立了企業環保形象。

四、實踐的推行過程及應用

為響應建設美麗中國、魅力勉縣及綠色制造企業號召，落實節水型社會“十三五”規劃，淘汰傳統的用水節水手段已刻不容緩，要大力推行新一代的節水技術改造和節水管理機制，助推漢鋼公司節水降耗工作邁入新臺階，實現廢水零排放。

（一）完善給排水機制，大力推進節水管理

漢鋼公司領導高度重視節水工作，在項目立項之初就制定了水系統節水、節能、環保工作，走資源節約、環境友好、綠色生態的可持續發展道路。采用了大量的節水工藝，如干法除塵工藝，汽化冷卻工藝，循環水工藝等，建立了中央水處理系統。采用集中供水，用水定額控制，公司各單位用水統一由中央水處理供應，各工序單位用水自主管理的運行模式。生產生活排水全部回收，處理后全部回用，達到了廢水零排放。通過水調度集中管理，水督察監督，規范各單位用水、排水行為，保證了供水系統的安全穩定，杜絕系統突發失壓事故，大大減少了亂補亂排現象，有效遏制了人為因素導致的水資源浪費。

（二）規范基礎管理，落實節水責任，開展水平衡測試，強化監督考核完善節水管理制度，公司制定了《給排水管理制度》、《水電氣督察制

度》等，專門成立了水電氣督查檢查組，通過對各項管理制度的嚴格執行，不定期對各單位用水、排水情況進行檢查、監督和考核，通過檢查監督進一步規范了了用水、排水行為，杜絕私拉亂接、亂排亂放現象。公司完成了水平衡測試報告書，詳細的闡述了企業節水理念，通過水平衡測試使得漢鋼公司在給排水和節約用水方面管理有效可控，在節水、節能、環保、創新方面成績突出，同時通過鋼鐵體驗游活動接受社會監督，促進企業在節水方面不斷進步，使得漢鋼公司噸鋼耗新水指標達到了國內先進水平，廢水處理后回用做到了不排放。

（三）積極開辟非常規水資源

隨著鋼鐵工業的進一步發展，面對水資源逐漸減少的嚴峻形勢下，尋找新的水源成為鋼鐵企業的一項重要工作。近年來隨著城市化進程的進一步加快，城市污水處理廠的中水成為鋼鐵企業下一個重要水源，通過加大投入，全面采用中水替代工業新水使用，能緩解目前水資源的緊張局面。同時通過考慮鋼鐵企業占地面積大的優勢，積極回收廠區雨水，充分利用雨水，進一步降低新水取水量，通過不斷尋找非常規水資源，減少對常規水資源的依賴，這也是鋼鐵企業未來節水工作的方向之一，漢鋼公司充分利用廠區占地3 平方公里的地域面積，大力回收雨水，降低新水取水量。

（四）加強節水宣傳，營造建設節水型企業的良好氛圍

公司始終重視節水宣傳，利用微信公眾號、報刊、宣傳畫冊等載體進行節水宣傳，主辦“中國水周世界水日”主體宣傳活動，不斷提高干部員工的節水意識，通過知識競賽答題等活動牢固樹立全員節水及節能環保意識，形成人人參與節水的良好氛圍。

參考文獻：

[1]?? 張春霞，王海風，張壽榮，殷瑞鈺.中國鋼鐵工業綠色發展工程科技戰略及對策[J].鋼鐵，2015，50（10）：1-7.

[2]?? 中華人民共和國水利部，《鋼鐵等十八項工業用水定額的通知》，2019.12.

作者簡介：

王輝（1986年 6月），男，漢族，陜西富平，本科學歷，工程師，研究方向水處理.