2019年我國鋼鐵企業普遍提升了對水的科學管理水平,積極采用各項節水先進技術、裝備,實現了用水和節水工作的歷史最好水平(部分指標達到國際先進水平);在鋼鐵產量不斷增長的情況下,取新水總量和噸鋼耗新水均得到降低,廢水主要污染物排放量也得到下降。
一、鋼鐵企業用水和節水科學管理不斷提升
用水的科學管理是:通過用制度、標準、經濟、技術以及綜合措施,對用水各環節進行控制和改進的過程。
用科學發展觀來指導企業的用水和節水工作,根據各工序生產特點來實現優化供應,增加回收,減少浪費。主要管理理念包括:
1、設立企業專職管水機構,擁有一定專業知識的專業人員,建立企業水管理系統網絡;明確各崗位的職責和權限;
2、不斷完善企業水管理的規章制度,包括公司一級、二級廠礦一級,以至車間班組的管理辦法和實施措施;
設立企業水管理的獎懲辦法,充分調動企業全體員工的積極性、主動性、創造性,約束性,實現企業的全員節水局面,實現激勵提高用水的效率和有關措施。鋼鐵企業的用水和節水工作要實行標準化、規范化、數字化運行,消除人為因素的影響。
3、水系統的儀器儀表配置率、完好率、周檢率要在95%以上
這是企業水管理的基礎性工作,公司、二級廠礦主要耗水設備要有完善的儀表配置。統計的用水數據要科學、真實、穩定、及時、可靠,是企業節水工作的基礎,也是制訂企業節水發展規劃的依據;
4、建立企業濁水、凈循環水系統和廢水回用系統的在線監測工作制度.
針對不同工作目標,采取不同的監測方式、手段和內容,這樣可以節能、節水和使水資源得到充分合理地利用。目前,鋼鐵企業在線監測系統普及率較高。
4.1、在線監測設備
常用水質監測設備:PH計、TB、COD、BOD、DO、COND、NH3-N、TCN、TOC等單項或多項監測設備。
水質污濁多參數綜合分析儀:分光度計、色—質譜聯機;
水質自動監測系統:自動采樣、自動記錄。將監測結果由遙測系統從現場傳遞至控制室,保存數據,由計算機進行數據分析,并要實現在線的調控。
4.2、水的線監測范圍與內容:
(1)水量監測:生產總用水量、循環用水量、消耗新水量、排水量、廢水經處理后再生用水量、重復用水量等。
(2)水質監測:新水水質、用后水質、廢水處理后水質、外排廢水水質等。
(3)設備運行狀態監測:是否正常運轉、安全保護裝備狀態。
5、水的統計工作要科學、準確、認真執行國家和行業的法律、法規、政策、標準和其他要求;
統計部門提供的用水數據要科學、準確、及時、穩定,并定期提供技術分析報告。
6、建立企業用水定額管理辦法
將企業的用水、節水總指標要分解到各工序、各崗位,各設備,實行定期檢查、考核、評價,可促進企業用水、節水管理和技術進步。
7、制定企業節水發展規劃和用水設計、取水、管道和設備、水處理和水質、計量和統計分析、績效評價等各環節的規劃內容,均有控制措施;
鋼鐵企業發展規劃中要有節水發展的內容,并要與企業的技術改造,新建設施等工作結合起來。節水規劃要結合企業具體情況,掌握本企業真實用水情況,分析出企業用水、節水工作存在的差距,制定出可行的目標,有措施,有工期,并且資金和人力要落實。
8、要識別可能對用水造成影響的緊急情況和事故隱患,制定預防措施和應急預案;能對發生的緊急情況和事故做出及時響應,降低隨之產生的影響。
9、構建鋼鐵聯合企業的用水評價指標體系,包括噸鋼取水量、重復利用率、廢水回用率、直接冷卻水循環率、間接冷卻水循環率、用水綜合漏失率等,優化用水前后的指標,并進行對比和評估。
二、鋼鐵企業采用的節水技術
1、節水技術的核心是提高水的利用效率和效益
主要內容是:
●首先企業要消滅直排水;
●根據各工序、各設備的對水質和水量需求,采用不同方式的供水方式;
●采用多級、串級供水,建立水的回用系統,可有效地提高水的利用效率;
●優化污水處理工藝技術:對不同質量的污水,采用不同的處理工藝和技術,處理后的水給不同的用戶,可有效地提高水的循環利用率,同時可大大減少污水處理量。所以,我們不主張企業污水集中處理工藝;
●鋼鐵企業要建立優化水的網絡集成:蒸氣冷卻水回收,蒸氣冷凝水除鐵、除油,外排廢水回用和“零排放”等內容。
2、積極推廣應用少水或不用水的工藝技術裝備
●不用水工藝技術裝備:
干法熄焦技術、焦爐熱導油傳熱技術、煉鋼爐外精煉干式真空技術等;
高爐煤氣和轉爐煤氣干法除塵技術:節電70%,節水約9m3/t;回收煤氣顯熱11.3~21.7kgce/t,除塵效率在99%以上。京唐鋼鐵公司5500m3高爐煤氣成功采用了全干法除塵技術設備;軋鋼加熱爐蒸汽冷卻技術等;
●少用水技術裝備:
使用節水型高爐熱風閥,可節水70%以上,又有節電效果;壽命可達8~10年,有較大節能、降低成本的作用。
轉輪法處理高爐和轉爐渣技術、爐渣風淬技術、轉輪法水淬爐渣(可回收冷凝水),軋鋼加熱爐氣化冷卻技術,進行高爐軟水密閉循環冷卻技術,噴霧型冷卻塔等。
高爐冷卻水采用軟水密閉循環,可沒有水的蒸發和噴濺,又降低用水量,有顯著的節水作用。
3、多元化取水
優選和合理布置水資源是一項十分重要的工作。鋼鐵企業應積極開發利用非常規水資源,如城市污水、地下采礦廢水、雨水、海水等。南方地區的鋼鐵企業應健全對雨水的收集處理和利用設施,可有顯著的效益。雨水質量好,處理費用低,節水效果顯著。京唐鋼鐵公司和寶鋼湛江已采用海水進行加工和冷卻使用。唐山鋼鐵公司已將唐山市的城市污水回收,經處理后用于鋼鐵生產。
4、各工序內部之間進行優化用水,企業內部優化的內容
●原料場應在排水起點設置沉淀池;
●焦化:熄焦用水宜采用封閉式循環方式供水,應優先考慮使用處理后的焦化
廢水;焦臺補充熄焦用水宜用凈循環水系統排污水、再生水;
●煉鐵:高爐、熱風爐供水系統的排水,可作為高爐煤氣洗滌水系統循環水的補充水;高爐工藝排水接收裝置的布置,應盡量利用其位能作為剩余壓力,使排水直接上冷卻塔;高爐煤氣洗滌水可排入沖渣系統作為補充水;
●煉鋼:轉爐煙氣凈化水排水可作為高爐水淬渣水系統的補充水;鋼水RH的循環水系統排水可作為轉爐煙氣凈化水系統或鋼渣處理水系統的補充水;連鑄二次噴淋水系統排水可作為鑄坯冷卻及火焰清理水系統補充水,其補充水可來自結晶器或液壓系統排水。
在完成各工序內部優化的基礎上,將若干個關系比較緊密的工序組合后作為子系統進行優化,如可將燒結、焦化、煉鐵等三個工序組合在一起進行優化;
根據企業需要,進行用水工作的擴展,將優化后的子系統作為一個單元參與全廠的整體優化。
強化串級用水,進行水的閉路循環利用,沒有水的蒸發;
水的多級利用,可有效地提高水的利用效率。如凈水先去用于冷卻,冷卻后的水供給輕污染的設備,再去供給污染重的設施。寶鋼等企業已經實現水的4級以上利用;推行了小半徑循環和水質穩定技術。
5、建立企業多水種的循環系統
不搞鋼鐵企業供水的大循環,建立根據用戶要求的不同,建立生活水循環、濁水循環、污水循環、工業水循環、凈水循環等系統。每個系統之間要有科學的銜接。
6、加強對蒸汽系統冷凝水回收的工作力度
蒸汽系統的冷凝水實際上是寶貴的純凈水,在鋼鐵企業生產中應用面廣,且價高。目前鋼鐵企業產生冷凝水的點多、面廣,有些點產生的冷凝水量少,造成難以全面回收。
中冶賽迪工程公司開發出將高爐沖水渣池產生的蒸汽,進行冷凝水的回收技術裝備,已在多個企業中得到應用。
三、2019年中鋼協會員單位企業水量和噸鋼消耗新不斷下降
2019年中鋼協會員單位統計用水企業的對應產鋼為53818.13萬噸(占重點企業鋼產量的72.97%);2019年中鋼協93個企業對應的統計企業用水總量為8503726.63萬m3,與上年相比升高3.93%(因環保用水量的提高)。2019年中鋼協會員單位取新水總量降低0.57m3/t,噸鋼耗新水為2.56m3/t,比上年下降0.17m3/t;水的重復用量提高4.03%;水的重復利用率與上年持平。說明2019年中鋼協會員單位用水和節水工作取得了較大成績。
1、2019年中鋼協企業噸鋼消耗新水是2.56m3/t,比上年下降6.36%。2019年,噸鋼消耗新水較低的企業有:承德0.93m3/t,濟源0.95澳森0.93m3/t,陜西鋼鐵0.94m3/t,安徽貴航1.10m3/t,南京1.25m3/t,凌源1.35m3/t,唐山文豐山川1.50m3/t,山西新泰1.51m3/t,敬業1.68m3/t ,瑞豐1.71m3/t,天津軋三1.70m3/t,漣鋼1.73m3/t ,略陽和方大特鋼均是1.75m3/t,津西1.76m3/t,陽春新鋼鐵1.78m3/t,柳鋼1.80m3/t。噸鋼耗新水較低的企業,一般是中小規模企業,產品比較單一,生產工藝較簡單。
討論:鋼鐵企業敞開式供水一般一年要蒸發3.0%左右的水(特別是儲水池、涼水塔);還有鋼鐵生產過程中水的飛濺、物體攜帶等消耗水量;還有給排水過程中水管網和設備的漏失量。目前我國一些鋼鐵企業的噸鋼消耗新水量的數據偏低,沒有把水的蒸發、飛濺、物質攜帶、漏失方面的數據統計在內,是不科學的。2019年重點企業消耗新水是2.56m3/t,數據偏低,是統計方法出現問題;這個問題值得深入探討。
2、現在,鋼鐵企業采用多項節水技術,加強了對水的管理,產生了較好的節水效果。2019年中鋼協會員單位統計水消耗的企業有93家,其中有56個企業噸鋼消耗新水得到下降,有43個企業新水消耗降幅大于0.20m3/t,降幅度較大的企業有:山東榮成降低0.99m3/t,永陽下降0.89m3/t,天鋼降低0.76m3/t,太鋼下降0.57m3/t,新冶鋼降低0.74m3/t,本鋼降低0.71m3/t,萍鄉降低0.64m3/t,玉溪玉昆降低0.56m3/t,方大集團降低0.55m3/t,酒鋼降低0.53%,永鋒淄博降低0.52m3/t,略陽降低0.51m3/t,鑌鑫降低0.44m3/t,興澄特鋼和瑞豐均降低0.43%等;但是有23個企業新水消耗在升高,升幅較大等企業有:新余新水消耗升高1.85m3/t、山西新泰升高1.51m3/t,榮成升高0.99m3/t等。
3、2019年中鋼協會員企業水的平均重復利用率在97.98%,與上年持平,已在較高技術水平了;有77個企業水的重復利用率得到提高(提高較多的企業有:玉昆提高35,78%,吉林炭素提高22.95%,攀長鋼提高14.86%,銅陵富鑫提高11.16%等),有40個企業水的重復利用率在下降,有62個企業水的重復利用率在98%以上,其中榮程為99.24%,寶鋼湛江為99.32%,江陰華西為99.30%,承鋼為99.45%,唐山東華為98.91%。2019年中鋼協會員單位平均外排廢水總量減少7.57%。
外排廢水量降低較多的企業有:邯鋼降低62.00%,新興鑄管降低85.95%,石鋼降低64.12%,攀長鋼降低65.74%,昆鋼降低89.68%,方大碳素降低82.32%,西寧特鋼降低66.14%,陜鋼集團降低90.80%,鞍山鋼鐵降低40.30%,方大特鋼外排廢水量降低45.19%,河鋼礦業降低93.70%等。
4、中鋼協企業各主要生產工序用水取得新進展
從表1看,2018年比2017年煉鐵、轉爐、電爐和熱軋工序的水耗有所下降;選礦、球團、煉鐵工序耗新水值均有所下,焦化、轉爐、熱軋和冷軋工序加大環保治理的力度,使用新水增加了;球團、焦化和電爐工序水重復利用率得到提高;這是企業用水工作取得的進步。
4.1. 2018年噸鐵耗新水較低的高爐有:漢鋼2280m3高爐頓鐵耗新水在0.27m3/t,太鋼6號4350m3高爐0.002m3/t,邯鄲3200m3高爐頓鐵耗新水在0.03m3/t,湛江1號5050m3高爐頓鐵耗新水在0.19m3/t,梅山3200m3/t,高爐頓鐵耗新水在0.23m3/t,沙鋼2500~5800m3高爐為0.42~0.65m3/t,新余2500m3高爐噸鐵耗新水0.10m3/t,首鋼遷鋼4000m3、2650m3高爐分別為0、31m3/t和0.32m3/t,唐鋼3200m3高爐頓鐵耗新水在0.18m3/t,昆明2000m3高爐頓鐵耗新水在0.26m3/t,寶鋼4747m3高爐頓鐵耗新水在0.34m3/t。但企業之間高爐的耗水量差距是很大的,有的高達3.2m3/t。高爐之間耗新水數值差距大的原因,有的地區水價太低,使企業不重視用水和節水工作;或冷卻方式的不同等。還與考核體制和管理水平有關。
4.2. 2018年轉爐耗新水較低的轉爐是:邯鋼260t轉爐耗新水0.075t/t,萊鋼120 t轉爐耗新水0.08t/t,鞍鋼鲅魚圈260 t轉爐耗新水0.014t/t,武鋼250 t轉爐耗新水0.1t/t,西昌200 t轉爐耗新水0.02t/t,京唐300 t轉爐耗新水0.11t/t,武鋼250 t轉爐耗新水0.1t/t包鋼240 t轉爐耗新水0.18t/t,漢鋼120 t轉爐耗新水0.14t/t,沙鋼180 t轉爐耗新水0.2t/t,酒鋼120t轉爐耗新水0.20t/t。但有的企業轉爐耗新水在1.0t/t以上。
4.3.有57個企業噸鋼消耗新水在下降,部分企業情況見表3:
討論:近年中鋼協會員企業平均耗新水不斷下降,說明全國重點企業鋼鐵企業節水工作不斷取得新進展.寶鋼產品深加工不斷延深(特別是冷軋工序),但噸鋼耗新水還在下降,這是節水工作的成績。
表4說明:部分企業鋼產量變化,不同程度取新水降低、噸鋼耗新水量降低,是節水工作取得的成績。
5、2019年中鋼協會員企業取新水總量下降0.57%(鋼產量增加4.57%)、噸鋼耗新水降低0.57%、重復用水量與上年相比均得到提高4.03%;有68個企業取新水總量在下降,攀長鋼下降65.79%,承德下降21.44%,營口中板下降26.20%,永鋼下降22.37%,江陰華西下降52.99%,方大炭素下降40.95%,方大特鋼下降26.02%,蘇鋼下降22.38%,萍鄉下降21.69%,鞍鋼下降17.75%;有68個企業水的重復利用率得到提高,云南玉昆提高35.78%,攀長鋼提高14.86%,吉林炭素提高22.95%,銅陵富鑫提高11.16%,漣源提高6.13%等。
6、2019年中鋼協會員企業廢水中主要污染物排放量均得到下降;企業類型不同、產品結構的不同,出現各企業之間廢水中主要污染物排放水平差異較大