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MPI专家观点│实施节水诊断 推进钢铁行业节水优先

  一、背景

ag真人娱乐平台  为贯彻落实习近平总书记有关“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的重要指示,推动十九大报告提出的“推进资源全面节约和循环利用,实施国家节水行动”, 满足《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》《节水型社会建设“十三五”规划》要求,全民节约用水已成为国家重点战略。

ag真人娱乐平台  加强重点监控用水单位监督管理,是严格水资源管理的重要内容。2011年中央1号文件提出,对取用水量达到一定规模的用水户实行重点监控。2012年国务院印发《关于实施最严格水资源管理制度的意见》提出确立水资源开发利用控制、用水效率控制和水功能区限制纳污“三条红线”,从制度上推动经济社会发展与水资源水环境承载能力相适应。2015年国务院《关于印发水污染防治行动计划的通知》要求抓好工业节水,开展节水诊断、水平衡测试、用水效率评估,严格用水定额管理。到2020年,电力、钢铁、纺织、造纸、石油石化、化工、食品发酵等高耗水行业达到先进定额标准。

ag真人娱乐平台  21世纪以来,我国高度重视钢铁行业用水,积极推动钢铁企业采用工艺节水、循环用水、串接用水、联合用水、废水回用等技术,随着技术装备的更新、工艺的优化、管理的强化,我国钢铁行业重点钢铁企业吨钢取水量呈大幅度下降趋势,吨钢取水量由2006年的6.84m3降至2017年的3.12m3,水重复利用率从2006年的95.35%升至2017年的97.79%,节水总体成效显著。

ag真人娱乐平台  用水先进企业与用水落后企业共存是我国钢铁企业用水的基本特征。由于在南北方水资源禀赋不同,根据相关调研数据,在同等生产工艺流程的情况下,吨钢取水量差异很大,先进与落后企业相差达2倍以上。根据我国水资源贫乏的特点以及相关政策的要求,即使丰水地区也应大力推进节水工作。

  二、钢铁行业用水现状

ag真人娱乐平台  2006-2017年重点统计钢铁企业用水情况, 2017年比2006年总用水量增加72.4%,取水量减少18.2%,水的重复利用率提高了2.4个百分点。2006-2017年间吨钢用水范围在141~155m3,变化幅度10%以内,变化不大;吨钢取水6.84~3.12m3,下降了54%。具体数据如图1所示。

 

  图1 重点统计企业吨钢取水变化趋势图

  2006-2017年重点统计钢铁企业粗钢产量数30473万t/a-54764万t/a;排水量112998万m3/a-42960万m3/a,排水量减少62%;吨钢排水量3.70-0.78m3,下降了79%。具体数据变化见图2。

  图2 重点统计企业吨钢排水变化趋势图

  三、钢铁企业节水诊断必要性

  (一)提升用水效率

ag真人娱乐平台  钢铁行业节水依然存在一系列问题,制约着企业用水效率的提升,企业需要通过节水诊断来解决。主要表现在以下几个方面。

  1.企业节水管理方面

  钢铁企业目前节水管理水平差别很大,如中国宝武、沙钢、首钢京唐等企业有完善的管理机构,有健全的企业水管理的规章制度。但也有部分企业,没有专职节水管理人员,没有节水管理机构,也无用水定额管理制度,用水计量设施不完善,没有规范的用水台账,未进行正规的水平衡测试工作。通过节水诊断可以查漏补缺,提升企业的用水管理水平。

  2.浓盐水处理方面

  随着节水工作的不断深入,企业采取提高循环水浓缩倍数,实施污水回用等节水措施,使循环水系统排污水中盐份增加,电导率升高,导致综合污水中的盐份增加、电导率升高,综合污水高效回用就必须进行除盐处理,还有要求将特殊污水如焦化酚氰废水、冷轧废水单独处理回用于生产水系统等,都需采用膜法除盐等工艺装备解决水中的盐份和电导率问题,影响企业用水效率的提高,而且排放还会影响生态环境。针对这些问题,通过节水诊断可以根据企业特点,分别制定不同的浓盐废水消纳途径。

ag真人娱乐平台  3.循环水系统用水效率方面

  钢铁企业水处理系统重中之重是满足钢铁生产工艺用水要求,因此,循环水系统普遍存在用水效率低的现象,特别是在水资源相对富余的企业,造成系统浓缩倍数偏低等问题。而在缺水地区的企业,则是采用定期清洗后集中排放,直接影响钢铁行业用水效率。经调研发现,在水资源相对富余地区的企业有的循环水系统浓缩倍数只有1.1倍,远远达不到相应规范要求,用水效率低。通过节水诊断可以针对不同的系统特点,实施不同的高效稳定水质或平衡水量的措施。

ag真人娱乐平台  4.先进节水工艺技术采用方面

  部分钢铁企业节水工艺、技术还较为落后,通过钢铁企业节水诊断,可以寻找水系统短板,优化用水工艺、用水系统,提升企业用水效率。

ag真人娱乐平台  (二)节约水资源和降低用水成本

  当前治水的主要矛盾已经发生深刻变化,由同水旱灾害作斗争,转变为解决水资源短缺、水生态损害、水环境污染等问题。治水工作重点也随之改变,转变为水利工程补短板、水利行业强监管。钢铁行业属于高耗水行业,是各地水行政主管部门重点监控对象。新时代随着水资源日趋紧张,用水矛盾凸显,加强工业行业节水力度,提升用水效率,进一步减少水资源消耗将成为常态。

ag真人娱乐平台  1.国家实施最严格的水资源管理和考核制度

  各地均下达了用水总量指标等“三条红线”指标,就用水紧张趋势而言,增加企业用水指标的难度提高。这就要求企业必须苦练内功,通过节水管理、节水技改等措施,降低企业水资源消耗。钢铁行业作为高耗水行业,应强化用水效率提升,助力国家节水行动,而开展钢铁企业的节水诊断是实施国家节水行动重要抓手。

  2. 节水型社会建设“十三五”规划对钢铁行业提出具体指标要求

ag真人娱乐平台  “十三五”规划要求钢铁行业水重复利用率提高到98%以上,现阶段多数钢铁企业还没有达到这个目标,开展钢铁企业节水诊断,促进钢铁企业用水工艺升级,实施节水措施,从而提升用水效率,为节水型社会建设“十三五”规划提供支撑。

ag真人娱乐平台  3. 有利于管理者掌握用水情况,更有针对性地开展工作

  钢铁企业开展节水诊断,可以让管理者真正了解掌握企业的用水短板所在,得出与用水效率高的钢铁企业的用水差别,便于引导企业间寻求差距,切实在生产运行中找到用水效率提升的关键因素,取长补短,从而提升企业的自身用水的效率,节约企业用水成本。

  (三)某北方地区企业开展节水诊断案例

  1. 企业用水现状

ag真人娱乐平台  企业为包括原料场、烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢、制氧、热电等工序的钢铁联合企业,年产粗钢约400万吨。由于企业处于缺水地区,水资源条件较差,用水水源主要包括有地表水、地下水、矿井水、城市中水等。诊断前用水量为3045m3/h,吨钢取水量为5.86 m3,主要水源水质见表1。

  表1 企业主要水源水质表

ag真人娱乐平台  2.企业水系统存在主要问题

  (1)管网系统混乱。原料单元除尘供水与焦化单元、烧结单元混为一体,管路供应复杂,没有分系统供应,不同系统的压力、温度要求不一,影响各生产系统稳定运行。

  (2)烧结脱硫废水缺少治理设施,排污综合污水处理系统,导致整体氯根、电导率等指标升高,影响回用水系统水质。

  (3)净环水浓缩倍数低,净环水浓缩倍数在1.45-2.1,低于《工业循环冷却水处理设计规范》对于间接冷却开式系统不应小于3.0的要求,不利于节约用水。

  (4)由于循环水系统补水水质太差,导致排水量大,同时没有水质指标控制排水,采用每班排放一次的方式,无法精准控制水系统运行。

ag真人娱乐平台  (5)设备维护有待加强。如冷却塔存在振动大(风机无法开高速运行),冷却效果差,骨架存在腐蚀情况,需要维护;水泵管道存在腐蚀情况,容易导致跑冒滴漏,不利于节水。连铸二冷水化学除油器出水水质较差,容易影响连铸二冷水整体用水效率。

ag真人娱乐平台  (6)企业给排水系统计量不完善,特别是三级计量需要完善。

ag真人娱乐平台  (7)企业给排水系统操作水平低,基本为人工现场开启水泵,同时缺少流量监控系统。

ag真人娱乐平台  3. 采用主要措施

ag真人娱乐平台  针对企业存在问题,分别从水源、主要工序用水单元、综合污系统、脱硫废水处理、焦化废水处理等几方面进行了优化。

  (1)对水源系统进行了用水前的优化,将供水水质提前处理完善,满足钢铁企业新水补充要求,提升用水效率。

  (2)综合污水处理系统进行提升改造,将生活污水与生产废水分别处理,根据不同的水质设计了不同的处理工艺,提升回用水水质。

ag真人娱乐平台  (3)针对重点用水系统的水处理设备进行了优化,强化设备稳定性,提升处理效率,减少外排废水量。

  (4)烧结脱硫废水、焦化废水等低质废水设置了高效处理设施,设置专属管道,用于低水质用户。

ag真人娱乐平台  (5)完善给排水系统计量设施,实现用水系统智能化优化,同时强化水质监测,严格按照水质指标控制补水,提升循环水系统浓缩倍率到3以上。

ag真人娱乐平台  (6)根据用水压力不一致、水质要求不同等特点,对管网系统进行了优化,降低了富余水头,实现了分质供水。

  (7)针对企业合流制现状,进行了雨污分流优化,降低了综合污水处理厂的处理符合。

  4. 节水诊断效果

  经过诊断优化,企业用水效率提升,实施节水改造后,企业节水效果明显。

ag真人娱乐平台  (1)根据企业水质特点,设置了循环水系统水质控制指标,采用化学和物理方法相结合的方式,提循环水系统用水效率。同时,严格控制循环水系统排水量,降低污水处理符合,减少污水处理费用,优化后浓缩倍率可以达到3以上。

  (2)供水系统设施优化。建立智能化控制系统,提升管理水平。对重点用水系统水处理设备,进行了强化稳定,提升了处理效率,确保了重点用水设备安全性。

ag真人娱乐平台  (3)脱硫废水、焦化废水的优化,避免了企业环保风险,特别是优化了脱硫废水中的重金属污染物处理系统。

  (4)管网系统的优化,一方面实现了雨污分流,降低雨季综合污水处理厂的运行负荷;另一方面,降低了管网富余水头,实现节水和节能双赢局面。

  (5)企业吨钢取水量可以降低到3.75m3,按照400万吨粗钢产量估算,年节约新水量840万m3,缓解当地水资源压力,降低了企业用水成本,助力当地用水总量等“三条红线”的完成。

  四、结论和建议

  国家节水形势不断从严,各地水行政主管部门以 “节水优先”为指导,积极推进节水型社会建设工作,未来会不断加大各行业的节水管理,加快区域内的节水载体建设。而钢铁企业作为用水大户,用水工艺、结构较为复杂以及受生产排序等因素影响,节水改造等措施实施需要一个较长的施工周期,建议企业提前谋划,以提前改造、提前受益的理念,快速开展钢铁企业节水诊断工作,提升钢铁企业用水效率,减少新水消耗,助力我国节水型社会的建设。

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