2019年我國鋼鐵企業(yè)普遍提升了對水的科學管理水平,積極采用各項節(jié)水先進技術(shù)、裝備,實現(xiàn)了用水和節(jié)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(chǎn)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(yè)用水和節(jié)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(jīng)濟、技術(shù)以及綜合措施,對用水各環(huán)節(jié)進行控制和改進的過程。
用科學發(fā)展觀來指導企業(yè)的用水和節(jié)水工作,根據(jù)各工序生產(chǎn)特點來實現(xiàn)優(yōu)化供應,增加回收,減少浪費。主要管理理念包括:
1、設(shè)立企業(yè)專職管水機構(gòu),擁有一定專業(yè)知識的專業(yè)人員,建立企業(yè)水管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò);明確各崗位的職責和權(quán)限;
2、不斷完善企業(yè)水管理的規(guī)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(shè)立企業(yè)水管理的獎懲辦法,充分調(diào)動企業(yè)全體員工的積極性、主動性、創(chuàng)造性,約束性,實現(xiàn)企業(yè)的全員節(jié)水局面,實現(xiàn)激勵提高用水的效率和有關(guān)措施。鋼鐵企業(yè)的用水和節(jié)水工作要實行標準化、規(guī)范化、數(shù)字化運行,消除人為因素的影響。
3、水系統(tǒng)的儀器儀表配置率、完好率、周檢率要在95%以上
這是企業(yè)水管理的基礎(chǔ)性工作,公司、二級廠礦主要耗水設(shè)備要有完善的儀表配置。統(tǒng)計的用水數(shù)據(jù)要科學、真實、穩(wěn)定、及時、可靠,是企業(yè)節(jié)水工作的基礎(chǔ),也是制訂企業(yè)節(jié)水發(fā)展規(guī)劃的依據(jù);
4、建立企業(yè)濁水、凈循環(huán)水系統(tǒng)和廢水回用系統(tǒng)的在線監(jiān)測工作制度.
針對不同工作目標,采取不同的監(jiān)測方式、手段和內(nèi)容,這樣可以節(jié)能、節(jié)水和使水資源得到充分合理地利用。目前,鋼鐵企業(yè)在線監(jiān)測系統(tǒng)普及率較高。
4.1、在線監(jiān)測設(shè)備
常用水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備:PH計、TB、COD、BOD、DO、COND、NH3-N、TCN、TOC等單項或多項監(jiān)測設(shè)備。
水質(zhì)污濁多參數(shù)綜合分析儀:分光度計、色—質(zhì)譜聯(lián)機;
水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng):自動采樣、自動記錄。將監(jiān)測結(jié)果由遙測系統(tǒng)從現(xiàn)場傳遞至控制室,保存數(shù)據(jù),由計算機進行數(shù)據(jù)分析,并要實現(xiàn)在線的調(diào)控。
4.2、水的線監(jiān)測范圍與內(nèi)容:
(1)水量監(jiān)測:生產(chǎn)總用水量、循環(huán)用水量、消耗新水量、排水量、廢水經(jīng)處理后再生用水量、重復用水量等。
(2)水質(zhì)監(jiān)測:新水水質(zhì)、用后水質(zhì)、廢水處理后水質(zhì)、外排廢水水質(zhì)等。
(3)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測:是否正常運轉(zhuǎn)、安全保護裝備狀態(tài)。
5、水的統(tǒng)計工作要科學、準確、認真執(zhí)行國家和行業(yè)的法律、法規(guī)、政策、標準和其他要求;
統(tǒng)計部門提供的用水數(shù)據(jù)要科學、準確、及時、穩(wěn)定,并定期提供技術(shù)分析報告。
6、建立企業(yè)用水定額管理辦法
將企業(yè)的用水、節(jié)水總指標要分解到各工序、各崗位,各設(shè)備,實行定期檢查、考核、評價,可促進企業(yè)用水、節(jié)水管理和技術(shù)進步。
7、制定企業(yè)節(jié)水發(fā)展規(guī)劃和用水設(shè)計、取水、管道和設(shè)備、水處理和水質(zhì)、計量和統(tǒng)計分析、績效評價等各環(huán)節(jié)的規(guī)劃內(nèi)容,均有控制措施;
鋼鐵企業(yè)發(fā)展規(guī)劃中要有節(jié)水發(fā)展的內(nèi)容,并要與企業(yè)的技術(shù)改造,新建設(shè)施等工作結(jié)合起來。節(jié)水規(guī)劃要結(jié)合企業(yè)具體情況,掌握本企業(yè)真實用水情況,分析出企業(yè)用水、節(jié)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(fā)生的緊急情況和事故做出及時響應,降低隨之產(chǎn)生的影響。
9、構(gòu)建鋼鐵聯(lián)合企業(yè)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(huán)率、間接冷卻水循環(huán)率、用水綜合漏失率等,優(yōu)化用水前后的指標,并進行對比和評估。
二、鋼鐵企業(yè)采用的節(jié)水技術(shù)
1、節(jié)水技術(shù)的核心是提高水的利用效率和效益
主要內(nèi)容是:
●首先企業(yè)要消滅直排水;
●根據(jù)各工序、各設(shè)備的對水質(zhì)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(tǒng),可有效地提高水的利用效率;
●優(yōu)化污水處理工藝技術(shù):對不同質(zhì)量的污水,采用不同的處理工藝和技術(shù),處理后的水給不同的用戶,可有效地提高水的循環(huán)利用率,同時可大大減少污水處理量。所以,我們不主張企業(yè)污水集中處理工藝;
●鋼鐵企業(yè)要建立優(yōu)化水的網(wǎng)絡(luò)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(nèi)容。
2、積極推廣應用少水或不用水的工藝技術(shù)裝備
●不用水工藝技術(shù)裝備:
干法熄焦技術(shù)、焦爐熱導油傳熱技術(shù)、煉鋼爐外精煉干式真空技術(shù)等;
高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù):節(jié)電70%,節(jié)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(shù)設(shè)備;軋鋼加熱爐蒸汽冷卻技術(shù)等;
●少用水技術(shù)裝備:
使用節(jié)水型高爐熱風閥,可節(jié)水70%以上,又有節(jié)電效果;壽命可達8~10年,有較大節(jié)能、降低成本的作用。
轉(zhuǎn)輪法處理高爐和轉(zhuǎn)爐渣技術(shù)、爐渣風淬技術(shù)、轉(zhuǎn)輪法水淬爐渣(可回收冷凝水),軋鋼加熱爐氣化冷卻技術(shù),進行高爐軟水密閉循環(huán)冷卻技術(shù),噴霧型冷卻塔等。
高爐冷卻水采用軟水密閉循環(huán),可沒有水的蒸發(fā)和噴濺,又降低用水量,有顯著的節(jié)水作用。
3、多元化取水
優(yōu)選和合理布置水資源是一項十分重要的工作。鋼鐵企業(yè)應積極開發(fā)利用非常規(guī)水資源,如城市污水、地下采礦廢水、雨水、海水等。南方地區(qū)的鋼鐵企業(yè)應健全對雨水的收集處理和利用設(shè)施,可有顯著的效益。雨水質(zhì)量好,處理費用低,節(jié)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(jīng)處理后用于鋼鐵生產(chǎn)。
4、各工序內(nèi)部之間進行優(yōu)化用水,企業(yè)內(nèi)部優(yōu)化的內(nèi)容
●原料場應在排水起點設(shè)置沉淀池;
●焦化:熄焦用水宜采用封閉式循環(huán)方式供水,應優(yōu)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(huán)水系統(tǒng)排污水、再生水;
●煉鐵:高爐、熱風爐供水系統(tǒng)的排水,可作為高爐煤氣洗滌水系統(tǒng)循環(huán)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(tǒng)作為補充水;
●煉鋼:轉(zhuǎn)爐煙氣凈化水排水可作為高爐水淬渣水系統(tǒng)的補充水;鋼水RH的循環(huán)水系統(tǒng)排水可作為轉(zhuǎn)爐煙氣凈化水系統(tǒng)或鋼渣處理水系統(tǒng)的補充水;連鑄二次噴淋水系統(tǒng)排水可作為鑄坯冷卻及火焰清理水系統(tǒng)補充水,其補充水可來自結(jié)晶器或液壓系統(tǒng)排水。
在完成各工序內(nèi)部優(yōu)化的基礎(chǔ)上,將若干個關(guān)系比較緊密的工序組合后作為子系統(tǒng)進行優(yōu)化,如可將燒結(jié)、焦化、煉鐵等三個工序組合在一起進行優(yōu)化;
根據(jù)企業(yè)需要,進行用水工作的擴展,將優(yōu)化后的子系統(tǒng)作為一個單元參與全廠的整體優(yōu)化。
強化串級用水,進行水的閉路循環(huán)利用,沒有水的蒸發(fā);
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(shè)備,再去供給污染重的設(shè)施。寶鋼等企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)水的4級以上利用;推行了小半徑循環(huán)和水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)。
5、建立企業(yè)多水種的循環(huán)系統(tǒng)
不搞鋼鐵企業(yè)供水的大循環(huán),建立根據(jù)用戶要求的不同,建立生活水循環(huán)、濁水循環(huán)、污水循環(huán)、工業(yè)水循環(huán)、凈水循環(huán)等系統(tǒng)。每個系統(tǒng)之間要有科學的銜接。
6、加強對蒸汽系統(tǒng)冷凝水回收的工作力度
蒸汽系統(tǒng)的冷凝水實際上是寶貴的純凈水,在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中應用面廣,且價高。目前鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生冷凝水的點多、面廣,有些點產(chǎn)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(fā)出將高爐沖水渣池產(chǎn)生的蒸汽,進行冷凝水的回收技術(shù)裝備,已在多個企業(yè)中得到應用。
三、2019年中鋼協(xié)會員單位企業(yè)水量和噸鋼消耗新不斷下降
2019年中鋼協(xié)會員單位統(tǒng)計用水企業(yè)的對應產(chǎn)鋼為53818.13萬噸(占重點企業(yè)鋼產(chǎn)量的72.97%);2019年中鋼協(xié)93個企業(yè)對應的統(tǒng)計企業(yè)用水總量為8503726.63萬m3,與上年相比升高3.93%(因環(huán)保用水量的提高)。2019年中鋼協(xié)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(xié)會員單位用水和節(jié)水工作取得了較大成績。
1、2019年中鋼協(xié)企業(yè)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(yè)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(yè)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(yè),一般是中小規(guī)模企業(yè),產(chǎn)品比較單一,生產(chǎn)工藝較簡單。
討論:鋼鐵企業(yè)敞開式供水一般一年要蒸發(fā)3.0%左右的水(特別是儲水池、涼水塔);還有鋼鐵生產(chǎn)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(wǎng)和設(shè)備的漏失量。目前我國一些鋼鐵企業(yè)的噸鋼消耗新水量的數(shù)據(jù)偏低,沒有把水的蒸發(fā)、飛濺、物質(zhì)攜帶、漏失方面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計在內(nèi),是不科學的。2019年重點企業(yè)消耗新水是2.56m3/t,數(shù)據(jù)偏低,是統(tǒng)計方法出現(xiàn)問題;這個問題值得深入探討。
2、現(xiàn)在,鋼鐵企業(yè)采用多項節(jié)水技術(shù),加強了對水的管理,產(chǎn)生了較好的節(jié)水效果。2019年中鋼協(xié)會員單位統(tǒng)計水消耗的企業(yè)有93家,其中有56個企業(yè)噸鋼消耗新水得到下降,有43個企業(yè)新水消耗降幅大于0.20m3/t,降幅度較大的企業(yè)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(xiāng)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(yè)新水消耗在升高,升幅較大等企業(yè)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(xié)會員企業(yè)水的平均重復利用率在97.98%,與上年持平,已在較高技術(shù)水平了;有77個企業(yè)水的重復利用率得到提高(提高較多的企業(yè)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(yè)水的重復利用率在下降,有62個企業(yè)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(xié)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(yè)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(yè)降低93.70%等。
4、中鋼協(xié)企業(yè)各主要生產(chǎn)工序用水取得新進展
從表1看,2018年比2017年煉鐵、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)爐、熱軋和冷軋工序加大環(huán)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(yè)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(yè)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(shù)值差距大的原因,有的地區(qū)水價太低,使企業(yè)不重視用水和節(jié)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(guān)。
4.2. 2018年轉(zhuǎn)爐耗新水較低的轉(zhuǎn)爐是:邯鋼260t轉(zhuǎn)爐耗新水0.075t/t,萊鋼120 t轉(zhuǎn)爐耗新水0.08t/t,鞍鋼鲅魚圈260 t轉(zhuǎn)爐耗新水0.014t/t,武鋼250 t轉(zhuǎn)爐耗新水0.1t/t,西昌200 t轉(zhuǎn)爐耗新水0.02t/t,京唐300 t轉(zhuǎn)爐耗新水0.11t/t,武鋼250 t轉(zhuǎn)爐耗新水0.1t/t包鋼240 t轉(zhuǎn)爐耗新水0.18t/t,漢鋼120 t轉(zhuǎn)爐耗新水0.14t/t,沙鋼180 t轉(zhuǎn)爐耗新水0.2t/t,酒鋼120t轉(zhuǎn)爐耗新水0.20t/t。但有的企業(yè)轉(zhuǎn)爐耗新水在1.0t/t以上。
4.3.有57個企業(yè)噸鋼消耗新水在下降,部分企業(yè)情況見表3:
討論:近年中鋼協(xié)會員企業(yè)平均耗新水不斷下降,說明全國重點企業(yè)鋼鐵企業(yè)節(jié)水工作不斷取得新進展.寶鋼產(chǎn)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(jié)水工作的成績。
表4說明:部分企業(yè)鋼產(chǎn)量變化,不同程度取新水降低、噸鋼耗新水量降低,是節(jié)水工作取得的成績。
5、2019年中鋼協(xié)會員企業(yè)取新水總量下降0.57%(鋼產(chǎn)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(yè)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(xiāng)下降21.69%,鞍鋼下降17.75%;有68個企業(yè)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(xié)會員企業(yè)廢水中主要污染物排放量均得到下降;企業(yè)類型不同、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同,出現(xiàn)各企業(yè)之間廢水中主要污染物排放水平差異較大,詳見表6: