我國鋼鐵行業節水技術發展趨勢分析

張 楠

（河鋼集團唐山鋼鐵有限責任公司，河北 唐山 063000）

水資源是促進人類安全與發展不可或缺的資源，水資源和對國民經濟的發展具有重大影響。我國作為缺水國，人均水資源有限，，是世界上水資源最缺失的國家之一。多年來，伴隨著中國工業的強勁發展，我國已經面臨著水資源枯竭的窘境。給中國的用水帶來了重大挑戰，也為我國節水技術的研究與開發帶來了挑戰。

鋼鐵行業作為水資源利用大頭，對于水資源的使用不可缺少，同時造成了大量的水資源浪費。伴隨著我國“節能環保”理念的提出與實踐，鋼鐵行業節水技術的研發與創新已成燃眉之急，近年來，鋼鐵行業也被我國列為七大節水行業之一。因此，我們需要認清當前局勢，大力促進節水技術的研發與改進，對于促進鋼鐵行業的可持續發展有很大意義。

1 鋼鐵行業節水潛力分析

相關數據顯示，在我國高用水行業中，鋼鐵行業含水量僅次于電力和石化行業之后，排名第三，約占我國工業用水總量的10%。鋼鐵行業的采礦，燒煉，焦化，鋼鐵加工和鋼鐵軋制等過程都離不開水資源的使用，可以說，鋼鐵行業的發展離不開大量水資源的使用。因此，為了構件“節水型環保社會”，鋼鐵行業必須進行節水技術的開發與應用。

從我國第十個五年計劃到十三個五年計劃期間，鋼鐵行業通過在整個鋼鐵生產過程中啟動節水技術開發計劃的部署，在鋼鐵生產過程中盡量使用先進的節水技術和工具，推廣實踐先進的節水技術和管理措施，取得了良好的效果。從2000年～2018 年的19 年間，鋼鐵產量已經增長了7 倍以上。但是水資源的使用量不僅沒有增加，反而出現了減低。以鋼鐵協會的統計企業為例，2000 年新水的生產和使用22.461.32 億m3，2018 年使用新水生產使用173，944，400m3，相比減少了22.6%。

對2000 年鋼鐵行業用水量和排水量以及2018 年鋼鐵行業用水量和廢水排放量數據的綜合分析表明，當前，無論是從鋼鐵用水量或污水排放量的角度來看，兩者都有大幅度的減少，鋼鐵行業用水量減少了90.5%，廢水排放量減少了95.9%，這是一個非常大的數字。在過去的19 年中，從總用水量和廢水排放量的角度來看，鋼鐵行業朝著越來越好的方向前進。基與我國鋼鐵行業節水的目標，截止到2020 年將每噸鋼的新用水量減少到3.2m3以下。當前，對鋼鐵行業每噸鋼的新用水量進行了嚴格的統計。后續鋼鐵行業發展中，每噸鋼材的耗水量和排水量將進一步減少，但是不會有明顯的減少。

2 鋼鐵行業節水措施

2.1 提高廢水應用率

節水技術能夠將我國鋼鐵企業的用水量降低到較低水平，從廢水的二次利用的角度來看待這一點，這不僅使鋼鐵行業工業用水量減少，也可以減少鋼鐵行業的能源消耗。由于鋼鐵的制造過程比較復雜，并且在整個生產過程中都需要大量水資源的使用，鋼鐵生產過程中釋放的廢氣量也較多。根據鋼鐵行業的統計，如果每年生產350 萬t 鋼板，這很可能會產生5000 萬t 廢水中，其中一半是間接冷卻水含量。因此，如果要減少水消耗和能源消耗，則必須從一個角度來看這個問題。

但是，目前中國鋼鐵企業的廢水處理技術的過程還不夠完善，導致廢水中的很多雜質無法完全消除，所以一些鋼鐵企業的廢物不符合排放標準。另外，我國還有相關的廢水排放政策，根據既定政策，污水中的雜質越多，污水的收取費用就越高。

為了使鋼鐵企業更加穩定地發展，所有企業都應該注意企業廢水排放問題。廢水排放量的減少可以使水資源質量得到改善。這些問題需要密切注意廢水處理：如果廢水質量符合要求，則盡一切可能進行二次利用；對于鋼鐵生產中耗水量大和廢水排放量大的環節，只有在確保沒有污染物之后才能進行廢水排放。也可以說，有必要按照有關節水和環境保護的計劃嚴格排放廢水，廢水的二次利用，可以減少用水量以及促進鋼鐵企業的可持續發展。

2.2 對于水泵葉輪進行合理改進

隨著中國對節能減排的需求增加，鋼鐵企業的節能減排需求也隨之增加。近年來，河鋼成鋼在節水工作方面取得了一定的成果。為了使泵的效率達到標準或越來越高，因此必須在專用泵中嚴格控制該泵的特性曲線，其是特性曲線為Q-H 曲線和Q-η曲線。為了確保增加泵的工作范圍，有必要充分保證這兩個曲線越平坦，曲線越平坦，工作區域越大。所以，水泵參數是在選擇泵的過程中不能忽略的值。這個參數也是為水泵葉輪的改造提供了更科學的理論方法。

對于軋鋼靜環水泵環的葉輪的切割和更換，可以很大程度減少鋼鐵企業的耗水量。在修改葉輪之前，有必要對施工用水點和水泵曲線進行分析，然后才能夠進行切割更換工作，系統必須從2050 平方米每小時降低為1850 平方米每小時，壓力也需要從0.39Mpa 增加到0.45MPa，這樣才能正常工作，可以使煉鐵廠所需的循環水量可達到140，000m3。

改造生產過程中使用的加熱爐中的凈水泵。在實際施工之前，有必要與專業技術人員進行詳細溝通，對用水點和系統參數，水塔液體的高度等參數進行全面的分析，只夠進行改造工作。改造前運行參數為393m3流量每小時，揚程為69m，更換水泵后，系統運行參數流量必須降至262 立方米每小時，揚程必須降低到64m，每月可減少鋼鐵公司生產用水量100，000m3。

2.3 其他措施

因為排渣管的某些部分用于廢爐場。因此，這些已被改造的區域已無法逆轉，這將導致這些環境區域的嚴重污染。所以有必要進行廢水的處理和加工。但是，在處理中，這些步驟將遇到一系列問題，同時，將重建排渣途徑。這項工作非常復雜，要在改變爐渣通道后，就可以發揮其作用。因此，需要重新包含這些區域，并在修改后裝運零件，可以完全減少水的浪費。這樣，處理過程可以重復使用污水，每天的廢料回收利用量可達到600t，這不僅增加了污水的使用率，用戶生產用水量的減少也將大大減少。所有廢水都被回收利用，污水的回收量等于相同水的使用量。若水價為4.06 元/t，對于節水成本來說，不到一年就減少了876960 元，大大降低了生產成本[1]。

3 我國鋼鐵行業節水技術發展趨勢研究

3.1 向資源的綜合利用方向發展

在早期生產活動中，企業通常僅將水當作原材料，節水的初衷是降低生產成本。隨著水資源的枯竭，人們對于水資源的了解已逐漸改變，特別是在工業生產活動中，對水的需求在增加，水資源總量在減少，價格也在上漲，企業也逐漸將水資源當作是“金錢”。之后，對于節水技術的開發，除了需要做到節約，還需要逐漸向循環經濟靠攏，逐漸體現了循環利用和資源循環利用的本質。到目前為止，節水技術已經進入“減少，重復利用”的良性循環。

目前，鋼鐵企業使用“城市再生水為鋼鐵企業提供工業用水”，“雨水收集與利用”，“綜合污水高級處理和回收”和“焦化廢水高級處理”等節水技術，例如“回收和利用”，已經很好地體現了循環經濟的原理。然后，中國鋼鐵企業的工業用水循環利用率逐年提高，進一步說明水資源回收的重視度提高[2]。

3.2 向環保節水技術方向發展

隨著管理理念和技術水平的不斷發展，廢水循環利用的背景下，鋼鐵企業的廢水處理技術和節水技術不可避免地相互交織以獲得環境效益，資源效益和經濟利益最大化，從而最小化環境污染，有效獲得水資源的可持續供應。

以“水質分類，梯級利用技術”為例，該技術使用清水作為渾濁的移動水的水添加劑，使用級聯供水后，無需處理即可直接作為下一階段的新水，避免了過去的分散和逐步處理，并減少了建立一個廢水費用站點的費用。減少廢物量，改善水資源的利用率，使用減少了廢水的成本。這項技術的最佳運行方式是封閉式水處理系統和供水鏈的組合。使用時，根據業務特征和流程仔細調整步驟，以最大程度地提高對水資源的利用[3]。

3.3 由單一節水向用水集成優化發展

早期，通常將節水設施作為單獨生產設施的支撐結構，存在諸如設置系統分散和管理不便的缺點。近年來，隨著節水技術的不斷發展，節水技術正在單一節水轉變為用水集成優化發展，來促進和改善整個供水系統，結合工廠密集的能源管理系統，以獲得集成的管理于調度，大大改善了水資源利用率和管理水平。

鋼鐵行業水系統的集成優化技術，是將整個水資源管理系統認為是一個有機整體，在水系統中選擇和處理各種污水，利用污水復用技術，重新對所有可能的回收利用機會進行廢水回收利用。應用將系統集成和技術整合在一起的原理來實施水資源系統的管理，優化水資源的調度，并根據水資源的品質逐級進行污水處理，提高了水資源的利用率，可以減少淡水的浪費，同時減少了污水的排放量，從而使水的整體利用提高，污水處理成本降低。通過整合和優化大型鋼鐵綜合供水系統，優化鋼廠水平衡網絡設計和改造的技術，降低污水的排放量[4]。

4 結語

綜上所述，隨著我國水資源的日益缺乏，鋼鐵行業節水技術的應用與改進勢在必行。在過去的十幾年，雖然我國的節水政策得到了有效實踐，也取得了重大成果，但仍又很大的進步空間。在日后的節水技術應用中，鋼鐵企業應該將節水放在首位，加強鋼鐵制作各環節的節水措施落實，并采取相關措施改進節水技術。在未來，節水技術的應用也將向集成的方向發展，對于廢水的二次利用，對促進鋼鐵行業節水技術發展有很大作用，可以促進鋼鐵行業可持續發展。