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一背景
我国是一个水资源严重短缺的国家,虽然水资源总量达2.73万亿立方米,世界排名第6,但人均水资源约2100立方米,仅为世界人均水平的28%,是全球人均水资源最贫乏的国家之一。
2015年2月10日,习总书记指出按照“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的方针治水,统筹做好水灾害防治、水资源节约、水生态保护修复、水环境治理。2015年4月2日,国务院发布了《水污染防治行动计划》,在污水处理、工业废水、全面控制污染物排放等多方面进行强力监管并启动严格问责制。《2016年政府工作报告》明确提出,“加大工业污染源治理力度,对排污企业全面实行在线监测。强化环境保护督察。”
钢铁企业因其“高能耗、高污染、高耗水”倍受社会关注,在市场低迷的情况下,降低外购资源成本已成为企业生存发展的必然趋势;节约水资源,减少工业废水排放量,是钢铁工业在其持续发展过程中,防止污染和环境保护方面不可推卸的责任和义务。
二我国钢铁企业节水减排现状
(一)2015年钢铁企业用水排水情况
2015年,重点统计钢铁企业用水总量7913469万立方米,比2014年增长1.95%,其中,新水取水量181263.2万立方米,比2014年下降4.04%;重复用水量7732206万立方米,比2014年增长2.10%;吨钢耗新水3.25立方米,比2014年降低2.87%;2015年,重点统计钢铁钢铁企业外排废水量43813.5万立方米,比2014年下降了10.87%。钢铁企业通过建立废水处理回收设施等措施,节水减排工作起到一定的效果,企业重复用水量逐年提高,吨钢取水量、新水取用量、外排废水量呈逐年下降趋势。
(二)钢铁企业常规废水分类
钢铁企业废水按生产用水和加工对象来源大致可以分为,工艺用水或设备冷却循环水系统的排水、除盐站和软化站排出的高含盐废水、生产过程产生的废水,具体如下。
1.循环水系统的排污水
钢铁企业用水形式主要是设备循环冷却用水,其形式可以分为密闭冷却水系统、敞开式净环水系统、敞开式浊环水系统。密闭冷却水系统,一般冷却水密闭循环,不存在蒸发损失,仅有系统漏失水量,无系统排污水产生;敞开式净环水系统,一般冷却水借助冷却塔内部水的蒸发潜热进行冷却,产生水的大量蒸发,同时导致水系统内盐的不断累积,系统长时间运行会产生腐蚀、结垢和菌藻滋生,为维持冷却水系统水质水量平衡,需要对冷却水系统进行强制排污,排出一部分含盐高的系统水,补充适量含盐低的新水。甚至夏季气温最高时可能超出设备对冷却水水温的最低要求,需额外补充地下水、制冷水等低温新水降低系统温度,从而破坏水量平衡,也会导致部分排水产生。敞开式浊环水系统,常用于炼铁、炼钢、连铸、热轧等单元的煤气洗涤,冲渣、直接喷雾冷却等,这一过程一般均有冷却、净化或输送功能,会导致冷却水系统的水量蒸发、携带等损失,同样存在为维持水量水质平衡所需要的强制排污和补充新水需求。
2.除盐站、软化站的高含盐废水
密闭冷却水系统补充水和锅炉用水均属于除盐水或软化水,一般由除盐站或者软化站制备。除盐的主要工艺原理是水中离子的水质分离,通过电渗析、离子交换、膜等相应的设备,最后分离出原水中的含盐离子得到除盐水和软化水,剩余高含盐废水。目前,钢铁企业除盐软化的主流工艺方式为普遍采用“超滤+反渗透”双膜法,一般产生不低于25%的高含盐废水。
3.各工序产生的废水
一般钢铁企业烧结球团、焦化、炼铁、炼钢、热轧、冷轧等工序生产过程均会产生废水,主要有输送皮带清洗、冲洗地坪、湿法除尘等废水。另外,钢铁企业还会产生各类特种废水,污染较为严重。主要有烧结湿法脱硫废液、焦化酚氰废水、热轧含油废水、冷轧酸碱废水和含油废水、钢管石墨废水等。其中焦化废水为产品加工过程中产生的高浓度有机废水,酚、氰和COD含量较高。冷轧废水为冷轧产品加工清洗废水,含铬、酸碱和废油等。
(三)钢铁企业废水处理
1.综合污水处理及利用
钢铁企业生产过程中会产生大量的生产废水,经厂区排水管网汇总后成为综合污水,可经过适当处理及再生作为生产新水资源化利用。钢铁企业综合污水中的成分主要是颗粒物、无机盐等污染物,处理工艺以物理处理为主,主要去除水中SS、硬度等污染物,也可以对部分废水采取深度脱盐措施,进一步去处无机盐类,改善水质,提高综合污水回用率。其一般处理工艺流程见图1。
2.生活污水处理及利用
钢铁企业还需要使用大量生活水,并产生生活污水。生活污水含有有机物较多,需要经二级生化处理,并经沉淀过滤三级处理,达到杂用水水质标准,作为中水利用。其一般处理工艺流程见图2。
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