实现“零排放” 节水立新功

    今年9月，由日照钢铁控股有限公司（以下简称“日照钢铁”）投资，中冶集团建筑研究总院（以下简称“冶建总院”）和中国京冶工程技术有限公司（以下简称“中国京冶”）采用EPC方式承包建设的国家“十一五”科技支撑计划的示范工程项目，日照钢铁总排口污水处理与回用工程已经投产了一周年。
    该工程是日照钢铁实施循环经济战略，大力推行节能减排的一项重要举措，运转一年来，日照钢铁每天减少了向环境排放生产、生活污水30000立方米，每天约25000立方米的污水经处理后替代新水进入生产系统得到应用，5000立方米的浓盐水用于冲渣。按照目前日照钢铁的工艺流程和生产规模、产品方案已基本实现厂区所有生产、生活污水的“零”排放，基本杜绝污水排放对周边水环境的影响，每年节约水资源约950万立方米，厂区内景观环境同时得到了改善。与此同时，该工程极大地推动了我国在钢铁企业综合污水处理和回用领域的技术进步，打破了个别国外企业长期垄断该技术领域的情况，大大降低钢铁企业节能、减排的建设成本，在我国钢铁企业综合污水处理和回用领域起到了重要的工程示范作用。
    该工程首次采用了由冶建总院和中国京冶通过“十五”国家科技攻关计划取得的钢铁企业用水处理与污水回用技术集成研究的成果以及“十一五”国家科技支撑计划实施中开发的具有自主知识产权的工艺设备。由中国京冶负责设计，工程涵盖总排口污水处理回用工程、生活及办公区生活污水处理工程、厂区排水渠道综合治理、雨水泵站和总排口污水处理回用工程等四个子项。
    众所周知，我国是一个水资源十分紧缺的国家，而我国钢铁工业每年用水总量达150多亿吨，约占全国工业用水总量的20%。水资源紧缺已严重影响钢铁工业的发展，尤其是我国北方的钢铁企业更因缺水而感到恐慌。我国钢铁工业水资源安全保障面临严峻挑战。
    节能、节水、减排已经成为我国当前工作重点。为此，“十五”期间，在中国钢铁工业协会的组织下，冶建总院联合我国几个大型钢铁企业，承担了国家科技部下达的“十五”国家重点科技攻关计划《水安全保障技术研究》项目中《钢铁企业用水处理与污水回用技术集成研究与工程示范》课题。课题已于2005年12月顺利通过科技部鉴定，并取得显著成果。
    在“十五”攻关课题的良好工作基础上，2006年，冶建总院又联合中国京冶、日照钢铁、首钢总公司、攀枝花钢铁（集团）公司，作为国家五个重点耗水行业中的钢铁行业科研团队，向科技部申报了“十一五”国科技支撑计划项目“重点耗水行业节水技术开发与示范”的子课题《大型钢铁联合企业节水技术开发》。日照钢铁的综合污水处理工程就是该课题的首个示范工程。同时在宁波建龙钢铁总厂和马钢(合肥)钢铁公司总排口污水处理回用工程中也成功地应用了该项技术.
    该课题的目标是：通过对我国钢铁企业的广泛调查研究，建议具有普遍指导意义的分质供水技术及模式；建立钢铁企业综合污水回用的水质指标体系及实施指南；消化吸收国外钢铁企业综合污水处理回用工艺设备精髓，具有自主知识产权的核心设备，最终使技术成果可在钢铁行业广泛应用。
    通过核心工艺装备的研发并成功应用使中国京冶在钢铁企业总排口污水处理回用工程跃居国内一流水平，达到世界先进水平。在市场竞争中具有排他性技术优势。该技术已被国家环境保护总局列为2007年度的示范技术，并可以成功延伸至市政污水处理厂出水的深度处理和资源化利用、煤矿矿井污水处理与资源化利用等广泛领域。其中：中国京冶编制的市政污水处理厂处理后排水经深度处理用于日照钢铁控股集团有限公司、唐山钢铁股份有限公司战略水源项目的方案已经通过技术论证；
    主要研究内容可分为两部分：
    （1）通过对我国具有标杆性的节水先进钢铁联合企业以及一些具备典型意义的大型钢铁企业的调研及技术论证，形成具有显著节水效益、在钢铁企业全厂范围及各主体工艺水系统均有合理性及指导性的分质供水模式；
    （2）开发与研究支撑上述分质供水模式所对应的水处理优化技术体系及用水管理原则等。
    从研究工作的系统性出发，可以将以上两个部分归结为核心研究内容：
    一是自然条件研究。包括水源类别、原水水质、水资源条件以及气象条件、水利条件等，对企业分质供水系统类别的影响，以及不同的自然因素所对应的不同的供水技术和水处理流程等。
    二是基础条件研究。企业外部水资源概况及企业内部各用水户对水量、用水水质需求需求等，用以确定企业的外部供水系统及供水技术。
    三是水处理及水质保障技术研究。在已知准确可靠的自然条件、基础条件基础上，确定具有先进可靠、经济合理特点的节水环保型供水系统及水处理关键技术；研究各用水户在新的供水模式下的水质保障技术。
    四是分质供水系统管理模式的优化。与单纯节水相比较，供水安全可以创造更大的经济效益。根据我国钢铁企业多年的运行经验，及其用水系统的特点，以水资源优化配置，合理利用为目标，建立适合我国钢铁企业具体情况的分质供水模式。
    五是承担了国家科技支撑计划《钢铁企业综合污水处理回用主体工艺技术装备的创新》项目。目前，该项目的主体工艺和装备技术已经由中国京冶自主消化开发，形成系列化产品。
    六是编制《钢铁行业废水治理及回用工程技术规范》、《钢铁企业综合污水回用处理设计规范》两项国家规范，上述两规范将分别由环境部、建设部颁布实施。
    所谓分质供水是指根据各用水户对水质要求的不同分别提供不同水质的用水。目前发达国家基本都已实行分质供水，而国内仅有较少城市及区域采用分质供水系统，且尚未建立完善的供水体系。但分质供水是城市及工业供水的发展方向。钢铁企业用水户繁多，既有对水质要求极高的结晶器等高端用户，也有大量净循环系统的中端用户，还有熄焦、焖渣、冲洗地坪等低端用户。但目前供水水质较单一，这种无差异水质的供水方式既不能满足用户的实际需求，也对水资源造成极大浪费。因此钢铁企业用水需要根据用户对水质的要求进行分质供水。
    总之，钢铁工业要实现持续发展，必须围绕节水及安全保障技术研究与开发利用，走资源节约型、环境友好型的发展路线，在以下几个方面力争有所突破：
    （1）以企业用水和废水排放少量化为核心，以规范企业用水定额、循环用水、废水处理回用的水质指标为研究内容，实现企业水循环的目标；
    （2）以保障钢铁企业综合废水安全回用为核心，以经济有效的处理新工艺与配套设备和以出厂水脱盐为主要研究内容，最终实现钢铁企业废水“零排放”的目标；
    （3）以保障落实“焦化废水水得外排”为核心，以焦化废水无污染安全回用和消纳途径为主要研究内容，最终实现焦化废水“零排放”的目标；
    （4）以配套和建立企业用水系统平衡为核心，以水量平衡、温度平衡、悬浮物平衡和水质稳定与溶解盐的平衡为主要研究内容，实现最大限度的将废水分配和消纳于各级生产工序的目标。
    日照钢铁综合污水处理工程取得的成就，为分质供水系统模式在钢铁行业的推广应用起到了指导作用。

利用核心工艺装备  变废为宝