我国钢铁行业节水技术推广与发展分析

中国钢铁工业协会发展与科技环保部

近年来，我国钢铁企业普遍提升了对水的管理水平，积极采用各项先进节水技术装备，对工业用水的管理更加科学、合理、高效，各项用水指标逐年提升，部分指标已达到国际先进水平，节水减排工作的开展也愈加普及并取得了显著成效。根据中国钢铁工业协会统计数据，2015-2018年间，吨钢耗新水量呈逐年递减趋势。这其中先进节水技术装备的推广应用，对节水提效起到了有力地促进作用。

1.钢铁企业采用的节水技术

工业节水技术是 指可提高工业用水效率和效益、减少水损失、可替代常规水资源等的技术，包括直接节水技术和间接节水技术。直接节水技术是指直接节约用水，减少水资源消耗的技术；间接节水技术是指本身不消耗水资源或者不用水，但能促使降低水资源消耗的技术。钢铁企业要想节约用水、高效用水，就必须抓住用水工序的规划、设计、运行等各环节，积极采用不用水或少用水的技术，在保证主体工艺用水需求的同时，提高用水效率，减少消耗、降低成本。我国钢铁企业采用的节水技术包括：

（1）不用水或少用水的工艺技术：焦炉、高炉、转炉干法除尘技术（“三干”技术）、加热炉汽化冷却技术等，通过主体工艺的改进，来减少新水用量，提高水资源利用效率，对钢铁企业节水的总体效果意义重大。

（2）工业用水重复利用技术：各种循环水是钢铁企业主要的生产用水，也是节水重点。保证主体工艺稳定、连续的生产是最大的节水、节能。循环水系统就是要在保证主体工艺对水质、水量、水温、水压要求的前提下，尽量提高循环水浓缩倍数，采用多级、串级用水，最大化提高水资源循环利用率。

（3）污废水处理技术：钢铁企业的污废水处理主要包括综合工业废水处理、焦化酚氰废水处理以及酸碱、含油冷轧废水处理。

综合工业废水处理：综合废水来源一般包括：a.直接或间接循环冷却水系统的强制排污水；b.焦化、冷轧等特种废水处理单元排水；c.软化水或除盐水制备车间产生的浓盐水；d.各车间跑冒滴漏等零星排水。水中主要污染物为悬浮物、油、金属离子等，可生化性差。处理技术一般由预处理和深度处理两部分组成。预处理主要去除悬浮物、油、硬度、金属离子等污染物，通常采用除油、混凝沉淀、气浮、过滤等物化处理技术。深度处理主要是通过反渗透等技术降低水中盐分，避免回用生产后导致盐分富集。特别是我国北方地区废水含盐量较高，深度脱盐处理是极其必要的。

焦化酚氰废水处理：属钢铁企业的特种废水，处理难度大，是当今钢铁行业环保研究热点。焦化废水来源主要是炼焦煤中的水分，是煤在高温干馏过程中，随煤气逸出、冷凝形成的。煤气中凡是能溶于水或微溶于水的物质，均在冷凝液中形成复杂的剩余氨水，这是焦化废水中最大的一股废水。其次是煤气净化过程中，如脱硫、除氨和提取精苯、萘和粗吡啶等过程中形成的废水。再次是焦油加工和粗苯精制产生的废水。焦化废水污染物种类繁多，成分复杂，如苯类、酚类、硫化物、氰化物、萘蒽、多环和杂还芳烃等，可生化性较差，且污染物多数都属于有毒有害或致癌性物质。处理技术为：前处理→生化处理→精处理。其中前处理技术主要包括调节、除油和前混凝等；生化处理技术以A、O的各种生物处理组合工艺为主；精处理技术包括臭氧催化氧化、膜处理技术等。

酸碱、含油冷轧废水处理：废水来自冷轧车间酸洗、冷轧、连退、镀锌、彩涂、电镀，平整机、酸再生等生产机组排出的生产废水，该废水含有酸、碱、油、乳化液、表面活性剂、铁、锌、铬等污染物，按废水特性分为含酸废水、稀油废水、含浓油废乳化液废水、平整液废水、含铬废水等。冷轧废水的特点是污染物种类多、浓度高、水质水量变化大，使得废水处理比较困难。各系统处理技术包括：a.乳化液废水处理系统：主要采用超滤工艺技术，工艺流程为调节池+气浮设施+超滤设施+生化处理+沉淀过滤；另有化学破乳工艺技术在逐渐推广应用，化学破乳工艺流程为调节池+破乳设施+气浮设施+生化处理+沉淀过滤，上述两种工艺处理后出水均能达标排放。b.含油废水处理系统：主要采用生化处理工艺技术，工艺流程为调节池+中和+混凝+气浮设施+生化处理+沉淀过滤，出水达标排放。c.平整液废水处理系统：一般采用油水分离技术，处理出水进入含油废水处理系统进一步处理，油水分离工艺技术为调蓄池+酸中和反应池+气浮池/沉淀池。d.含铬废水处理系统：一般采用氧化还原工艺技术将Cr6+转化为Cr3+后达标排放，工艺流程为：调蓄池+两级还原+两级中和+澄清沉淀处理工艺。e.酸性废水处理系统：一般采用中和沉淀工艺技术，工艺流程为调蓄池+一二级中和+混凝+沉淀+过滤，处理出水达标排放。

（4）非常规水源利用技术：钢铁企业作为用水大户，水资源短缺也是制约企业发展的因素之一，在传统水源（地表水、地下水等）逐渐受限的情况下，开发非常规水源就成为必然选项，不少钢企已把海水、市政中水或污水、雨水等作为重要的生产水源，在企业总取水量中占比越来越高，非传统水源的采用必然要采用适用、可靠的处理工艺，才能保证供水能满足钢铁企业循环水对补水水质的要求。

（5）设备节水是钢铁企业节水的重要组成部分，通过对现有冷却设备的改进，选择高效冷却设备（如表面蒸发冷却器、高效空气冷却器等），可有效减少水量损失，提高用水效率。

2.各钢铁企业推荐的重点节水技术

本次（2019年）全国钢铁企业用水效率专项调研数据，来自全国46家钢协会员单位，根据数据完整度情况，选取了44家企业进行分析，通过产量占比、用水量占比来分析采样样本的代表性（以下涉及到的调研数据以统计企业来表述）。

表1虽然只列出了上报企业的应用情况，但有些节水技术在其他企业也得到了普遍应用。

表1 本次调研中各钢铁企业提报的重点节水技术情况

表1 本次调研中各钢铁企业提报的重点节水技术情况（续）

表1 本次调研中各钢铁企业提报的重点节水技术情况（续）

3.重点成熟推广技术

在本次调研的钢铁企业中，工艺成熟且应用较多的重点节水技术可归纳为：水质分级、串级使用技术；循环冷却水节水技术；城市和钢铁工业废水联合再生回用集成技术；钢铁综合污水再生回用集成技术；焦化废水膜处理回用集成技术；酸碱、含油废水处理技术；干法熄焦、高炉干法除尘和转炉干法除尘技术（“三干”技术）；加热炉汽化冷却技术；水资源监控管理技术等（见表2）。

4.需要研发的技术

4.1 浓盐水处理处置技术

钢铁企业浓盐水最终的处理处置，制约全厂废水零排放的实施，间接制约吨钢取水量的降低。目前，钢铁企业浓盐水出路：一是企业内部回用消纳，二是排入市政污水管网或自然水体。企业内部对浓盐水回用消纳有限，而且造成的二次污染问题逐渐显现，如高炉冲渣系统板结、用户管路结垢腐蚀等；浓盐水外排对市政污水处理厂生化系统构成威胁、外排自然水体对水体环境容量冲突较大，环保部门开始限制浓盐水的排放。在浓盐水外排受限、内部消纳有限的现实情况下，部分钢铁企业开始研究开发浓盐水浓缩减量化、蒸发浓缩结晶等新技术，将浓盐水在企业内部全部消化。

（1）浓盐水浓缩蒸发结晶技术

浓盐水浓缩蒸发结晶技术可将浓盐水彻底实施资源化、无害化回用处理。

浓盐水直接蒸发结晶运行成本高，在蒸发结晶前需采用膜法对浓盐水进行预浓缩，实施减量化处理，浓盐水预浓缩可采用软化除硬、反渗透的工艺技术；蒸发结晶可采用三效蒸发、机械式蒸汽再压缩（MVR）蒸发器等工艺技术。

浓盐水浓缩蒸发结晶产生的脱盐水或冷凝水可直接回用于生产用水，但其产生结晶盐一般属于危废，需特殊处理，给企业带来新的难题。宝钢湛江钢铁外排水综合利用工程（在建）对浓盐水处理处置采用纳滤分盐技术，对浓盐水先进行分盐处理，再进行蒸发浓缩结晶，实现结晶盐分类收集，纯度较高的结晶盐作为工业副产品外售，实现固废资源化，有效解决结晶盐属于危废这一问题。宝武炭材四期焦化废水零排放工程中对浓盐水也采用分盐、结晶蒸发工艺技术，产生工业级无水硫酸钠和氯化钠副产品，实现固废资源化。

目前，浓盐水浓缩、蒸发结晶技术在电力行业电厂浓盐水处理处置应用业绩较多，冶金行业较少，该技术需结合钢铁企业浓盐水特性进行研究开发推广。

（2）浓盐水碳酸钙微结晶技术

该技术主要研究废水回用深度处理过程中浓盐水碳酸钙微结晶技术及碳酸钙晶体在钢铁厂综合利用技术。该技术可降低浓盐水硬度，使浓盐水可采用反渗透技术进一步浓缩，实现浓盐水减量化。

针对废水回用处理过程反渗透产生的浓盐水水质低浊、高硬的特点，提出采用改良自结晶流化床为反应器，并通过不同的外界条件控制工序产生化学晶体的粒径和成份，可以获得不同粒径的高纯度碳酸钙（镁）晶体，使其资源化价值大大提升，为其资源化及综合利用创造良好基础。

表2 钢铁行业重点节水技术情况

表2 钢铁行业重点节水技术情况（续）

表2 钢铁行业重点节水技术情况（续）

目前天津新天钢集团有限公司已开展了废水回用处理反渗透浓盐水除硬工序碳酸钙结晶综合利用研究，并考虑将碳酸钙晶体回用于烧结、球团、白灰窑和炼钢造渣工序，已取得初步成效。该技术适合各种规模浓盐水减量化预处理，具有较好的应用前景。

4.2 冷轧酸性废水资源化减量减排技术

冷轧酸洗机组产生的含酸废液、各种酸性漂洗水一般进行中和处理后排至污水厂。该部分废酸液及酸性漂洗水含有大量无机酸和盐，酸碱中和处理后产泥量大、废水中含盐量高，深度回用处理产生大量浓盐水，影响废水回收率。但该部分废酸液、酸性漂洗水一般成分比较单一、纯度较高，可进行在线净化浓缩回收或单独进行废水资源化处理，可在冷轧车间实现废水资源化、减量化。

（1）硫酸酸洗废液净化回收技术

硫酸酸洗废液可采用膜扩散渗析分离法进行净化处理回收。

扩散渗析膜分离法是利用特种有选择性扩散渗透膜将硫酸酸洗液中游离酸与化合酸分离，回收废酸中游离酸，达到废酸回收目的。

该技术工艺流程简单、技术成熟，可实现无动力全自动运行，维护简单，运行成本低，硫酸回收80%以上。

目前该技术主要在电子行业、湿法冶金行业应用（如江苏南通立富电子箔有限公司采用扩散渗析膜分离法对硫酸进行回收），但在钢铁行业应用较少，处于试应用阶段，需研究开发推广。

（2）酸性漂洗水净化浓缩回收技术

酸洗机组产生的酸性漂洗水可利用扩散渗析膜、特种耐酸纳滤膜、耐酸反渗透膜等浓缩技术，对漂洗水进行逐级浓缩分离，并对初步浓缩的漂洗水进行蒸发浓缩，将漂洗水分离为浓缩酸液、酸性除盐水、含金属离子的浓缩酸性水。其中浓缩酸液可回用于酸洗机组；酸性除盐水可用于新酸配置用水或用于废水中和站石灰乳配置用水；含金属离子的浓缩酸性水可进入进入废水中和站进行中和达标处理或进入废酸再生系统回收利用。该技术酸性废水回收率可达70%，酸回收可达80%。

扩散渗析法酸水分离、纳滤酸浓缩、反渗透酸浓缩、蒸发酸浓缩等技术均在酸回收项目不同程度得到应用，如蒸发浓缩混酸废液（无锡硕阳不锈钢）、液扩散渗析膜回收盐酸硝酸废（江苏南通立富电子箔有限公司）、纳滤膜酸性废水固液分离等国内外均有应用业绩，但由于净化回收运行成本较高、投资大，钢铁企业应用较少，需针对钢铁行业冷轧酸性漂洗水特性进行技术和设备成套开发。

4.3 转炉炉体及轧钢间接冷却循环水系统的密闭循环水冷却技术

间冷密闭循环水系统比间冷开式循环系统有许多明显优势，在节水方面更是效果显著，前者的补充水量只相当于后者补水量的0.1%～0.2%。闭式软环冷却技术已在高炉炉体、转炉氧枪、连铸结晶器、连铸设备等达到成功应用，但在转炉炉体、轧钢（热轧、冷轧）设备、制氧空分设备等间接冷却系统还没有应用案例，在这些领域循环水水量大、用水水温低，能否使用间冷密闭循环冷却技术值得研究，这也是企业用户常提出的一个技术难题，应结合生产工艺设备用水特性研究开发相应工艺设备的闭式软环冷却工艺技术。

5.有待示范推广的典型案例

5.1 海水综合利用

海水利用属于非常规水源资源，沿海钢铁企业应发挥临海优势，充分发挥海水资源综合利用。海水利用包括海水直流冷却、海水淡化制备生产新水脱盐水、海水脱硫等。

典型案例：首钢京唐海水综合利用

自备电站采用海水直流冷却技术，冷却水串级使用于海水脱硫，采用此技术每年节约淡水资源1993万m3；已建成5万吨/天热法海水淡化技术，并采用汽轮机乏汽进行制水，实现了热水电三联产，不但大大提高了系统的热效率，还大大降低了海水淡化成本，更重要的是减少了地表水的消耗；海水经海水淡化系统—浓缩海水除硬—深度浓缩淡化—吹出法提溴—提钾—液体盐，构建海水化学资源综合利用体系。

5.2 城市市政生化污水利用

城市市政污水具有水量、水质稳定的特性，经适当处理可制备生产新水、软化水、除盐水，满足企业用水水质要求，是钢铁企业理想的非传统水水源。将市政污水处理作为钢铁企业重要水源组成部分的典型成功案例有河钢唐钢、太钢。

典型案例：太钢不锈钢股份有限公司市政生活污水处理与回用工程

太钢将太原市尖草坪区域生活污水以及北沙河、北涧河生活污水进行收集处理。采用MSBR+浸没式超滤+反渗透工艺技术，处理后水质完全达到回用水的标准，生产除盐水以替代新水资源作为工业新水的补水水源，大大减少新水的采购量。

设计日处理生活污水量5万m3,设计除盐水产量为3.35万m3/d。2018年利用城市中水2.12万m3/d，市政生活污水2.7万m3/d，在取水总量中城市生活污水用量占比达32%。

典型案例：河钢集团唐山钢铁市政中水利用工程

将城市中水进行深度处理后作为厂区生产用水。废水处理采用高密度沉淀池+V型滤池+多介质过滤+超滤+反渗透的工艺技术。其中膜处理脱盐水产水作为工业新水、浓盐水用作为高炉冲渣水及钢渣降温水，实现废水“零”排放。2018年取用城市中水达1043万m3（2.86万m3/d）。

5.3 雨水利用

国家鼓励企业进行雨水资源开发利用，并作为非传统常规水源水不计入企业吨钢用水考核指标，钢铁企业应积极开发雨水利用。一般多雨地区的雨水水质较好，进行简易澄清+过滤处理即可用作工业新水使用；严重缺水地区进行雨水资源开发利用是水资源开发最有效的途径之一，具有长远意义。雨水利用难点在于雨水的间断性、季节性、区域性给雨水收集、存储、净化处理等设施设计带来一定难度，如何合理、经济、有效利用雨水是一个技术难题。宝钢湛江在雨水利用方面取得一定成效。

典型案例：宝钢湛江钢铁股份有限公司雨水利用工程

利用雨水丰富地理优势，开发雨水利用，通过雨水收集至东山湖雨水回收池进行回用，年收集利用雨水水量1285万m3（3.52万m3/d）。

5.4 高炉冲渣水余热回收利用

高炉冲渣水余热利用可实施冲渣水间接冷却，减少冲渣水冷却过程的蒸发量，是一项节水节能技术，备受钢铁企业（尤其是北方地区钢铁企业）关注。但由于高炉冲渣水易结垢、水温低或回收蒸汽温度低以及热能利用季节性、回收的不连续性等因素一直制约高炉冲渣水余热回收利用技术的应用。河钢唐钢成功实施高炉冲渣水余热回收利用，值得钢铁企业推广应用。

典型案例：河钢唐钢高炉冲渣水余热回收利用

将高炉冲渣水余热回收用于采暖系统，降低循环水水温，采暖季减开或不开冷却塔风机，降低蒸发损失。

5.5 焦化废水零排放

焦化废水属钢铁企业的特种废水之一，污染物种类繁多，成分复杂，可生化性较差，且污染物多数属于有毒有害物质，处理难度极大。目前焦化废水处理技术正从达标排放向工序节水和科学回用转变，对焦化废水回用深度处理、其产生浓盐水厂内全部消纳已成共识，国内部分钢铁企业正在进行类似工程尝试。宝钢湛江钢铁、首钢京唐、宝武炭才焦化废水零排放实施走在行业前列，其技术有推广应用前景。

典型案例1：宝钢湛江钢铁焦化废水零排放工程

宝钢湛江对焦化废水实施局部分质减量减排、分质处理回用，成功实现焦化废水厂内全部消纳。

宝钢湛江对焦化废水在废水减量方面采取措施：1）将含油、酚、氨、氰较高的废水进入氨水系统，水质较为干净的则直接进入废水调整槽或其它废水系统，实施清浊分流；2）硫铵生产过程中产生的酸气冷凝水，通过改造，将部分回用于酸洗塔补水，实现硫铵酸气冷凝水回用；3）通过改造煤场初期雨水直接送至烧结混合机使用，减少废水处理量；4）好氧槽、后置反硝化槽的消泡水以及系统所用的药剂溶解水原设计使用工业水，通过改造后使用沉淀池的上清液。

废水处理工艺技术：炼焦及煤气净化生产过程中产生的剩余氨水、脱苯分离水、脱硫废液等多种废水通过蒸氨工序，送至废水调整槽，再经预处理、生化、后置反硝化、物化、人工湿地等系统处理后，最后送至烧结混合机、高炉水渣、炼钢渣处理使用。

通过废水减量化改造，焦化废水发生量降幅达48.14%，实现了焦化废水处理产水量在厂内全面消纳。焦化废水减量化，不仅仅是废水减排的过程，同时也是实现资源再利用的过程。

典型案例2：首钢京唐焦化废水零排放工程

首钢京唐焦化废水回用深度处理工艺技术，采用一级电催化氧化+二级电催化氧化+电絮凝+电气浮+除铁锰系统+陶瓷膜超滤+反渗透脱盐的工艺技术，脱盐水回用于生产系统，浓盐水用于烧结混料或炼钢焖渣，提高了水资源利用率，实现焦化废水的“零”排放。

典型案例3：宝武炭材四期焦化废水零排放示范工程

在焦化废水常规生化处理的基础上，采用针对性的预处理工艺、膜分离浓缩技术以及结晶蒸发技术。该工艺技术制备工业新水产率＞96%，浓盐水经预处理、分盐、结晶蒸发处理后得到工业级无水硫酸钠和氯化钠产品，处理过程不产生杂质盐等危废固体，实现了焦化废水零排放。

5.6 冷轧废水回用处理技术应用

冷轧废水属于钢铁行业特种废水，废水特点是污染物种类多、浓度高、水质水量变化大等。冷轧废水处理出水含盐量较高，不宜直接回用，应进行深度脱盐处理；对于不锈钢冷轧废水处理出水还需进行脱氮处理；对于普碳钢冷轧废水，氯离子含量较高，深度处理浓盐水回用受限制。冷轧废水回用处理难度较大，技术含量较高，国内正处于探索阶段，部分企业已取得较好业绩。比如太钢作为不锈钢行业龙头企业，其冷轧废水回用处理取得显著成效。

典型案例：太钢冷轧废水回用处理工程

太钢对冷轧各生产车间排放的生产废水，进行有效收集、处理，实现冷轧废水回用处理。酸碱废水采用中和+沉淀+生物脱氮工艺技术；含油废水处理采用高效三段双级、串联式生化预处理工艺；中水回用深度处理采用超滤+反渗透工艺。各系统处理能力为：酸性废水780m3/h；含铬废水120m3/h，稀碱废水450m3/h，年废水回用量507万m3。

5.7 综合废水深度回用处理

综合废水回用深度处理，可大大提高水资源重复利用率，减少吨钢新水耗量，是企业节水减排、实施废水近零排放的关键环节之一。钢铁企业综合废水深度处理一般采用物化处理+生化处理+膜法脱盐回用深度处理，其中膜法脱盐水作为生产新水全部回用，浓盐水回用于低水质用户。

现阶段大部分钢铁企业均建有全厂性的综合废水深度处理回用设施，为企业带来显著的综合节水效益，但综合废水中有机物、硬度、盐分等污染物制约废水回用深度处理，尤其是浓盐水的处理处置。宝钢湛江、鞍钢针对综合废水深度回用处理开发出独特的处理工艺技术，取得显著成效，值得推广。

典型案例1：宝钢湛江外排水综合利用工程

采用预处理系统、膜浓缩系统、浓盐水COD吸附去除系统、浓盐水分盐及再浓缩系统、MVR蒸发结晶系统、硫酸钠冷冻结晶等工艺技术，将外排废水进行深度处理，每天处理废水5000吨，生产的工业水每年可减少新水消耗175万吨。少量硫酸钠浓盐水用于炼钢焖渣，产生的氯化钠制成工业盐作为副产品外销。

典型案例2：鞍山钢铁综合废水深度处理工程

鞍山钢铁厂区综合废水包含生产车间排放的生产污水、生活污水，其废水成份复杂、可生化性差，COD、氨氮、总氮、总氰等污染物超标，针对此特点鞍钢开发出钢铁综合废水深度处理技术，工艺流程为：高效混凝沉淀+曝气生物滤池+反硝化生物滤池+砂滤池+臭氧氧化池。处理出水能够满足《钢铁工业水污染物排放标准》GB13456-2012中“新建企业水污染物排放浓度限值”，在废水水质水量较稳定情况下，处理出水能够满足“水污染物特别排放限值”。

典型案例示范见表3。

6.钢铁企业节水技术发展方向

为了应对日趋严峻的水资源形势，钢铁企业采取了多种应对措施，开发了多种多样的节水技术，试图满足生产过程中的新水供应，保证生产的正常进行。经过多年的发展，钢铁企业清洁生产技术已经比较成熟，在钢铁企业各个工序都推广了清洁生产标准。钢铁企业在国家化解过剩产能的大背景下，钢铁企业节水技术体现了由单项节水技术向集成技术发展，由工艺技术节水向信息化技术节水、管理技术节水等发展趋势。

6.1 由单纯节水技术向综合节能、资源综合利用技术方向发展

在早期的生产活动中，企业一般仅仅把水作为一种“介质”，节水活动的初衷是为了降低生产成本。随着水资源的日趋枯竭，人们对“水”的认识逐渐发生了变化，特别是在工业生产活动中，随着水的需求量越来越大、来源越来越困难、价格越来越贵，迫使企业把“水”上升到资源的层面去认识，甚至上升到战略层面去对待，由此以后开发的节水技术除在“节约”方面继续努力外，其技术内涵逐渐向循环经济靠拢，逐渐体现出资源回收和循环再利用的实质。到目前为止，节水技术已经步入“减量化、再利用、资源化”良性循环的轨道。

目前，在钢铁企业中使用的“城市中水回用作为钢铁企业工业水源”“雨水收集利用”“综合污水深度处理回收利用”和“焦化废水深度处理回收利用”等节水技术均很好地体现了循环经济的原则。我国钢铁企业工业水重复利用率逐年提高，2016年为97.69%，也进一步说明了钢铁企业对水资源循环利用的重视。

其次，钢铁工业节水也和节能紧密相关。目前，钢铁企业能耗（包括铁合金）占全国总能耗的16.3%，为仅次于电力、建材耗能第三的行业。因此，钢铁行业的节能措施和节能效果对于全国能源消耗水平的影响也十分巨大。经过不断地努力，近年来钢铁工业综合能耗显著降低，在能源紧缺的大背景下，节水技术的发展与节能技术的发展不可避免地交织在一起，共同为钢铁生产保驾护航。

以“干熄焦技术”为例，干法熄焦可以回收红焦显热。出炉红焦的显热约占焦炉能耗的35%～40%，这部分能量相当于炼焦煤能量的5%，如果将这部分能量回收加以利用，可以大大降低冶金产品成本，起到节能降耗的作用。采用干法熄焦恰恰能够最大限度地回收这部分热量（可回收约80%的红焦显热），从而在节约熄焦用水的同时极大地节约了能源，这是任何湿法熄焦（包括经过改进的新型湿法熄焦）所不具备的优势。

表3 典型案例示范工程

6.2 由单一节水技术向节水环保技术发展，注重难处理污染物的问题和对水环境影响

随着管理理念和技术水平的不断发展，在废水资源化的大背景下，钢铁企业的废水处理技术与节水技术的开发不可避免地相互交织，以便获得环境效益、资源效益、经济效益的最大化，从而最大限度地降低对环境的污染，同时有效地获取可持续供应的水资源。

以“水质分级、串级使用技术”为例，该技术采用净循环水作为浊循环水的补充新水，采用串级供水后，上一级排水基本可不用处理即可作为下一级新水使用，避免了过去的分散、逐级处理，减少了处理设施的建设占地和运行成本，很大程度上降低了废水的排放量，有效地提高了水资源重复利用率，降低了污水处理成本。该技术最理想的运行方式是封闭水循环处理系统和串级供水系统搭配使用，根据企业和工序特点合理优化布置，从而最大限度地提高水资源利用率。

此外，钢铁企业工业园区，园区内生活污水处理回用后作为工业区域生产补充水，可以减少对周围水体环境的影响。钢铁企业焦化废水和浓盐水等去烧结混料和冲渣等使用，也减少了外排水量。

目前，钢铁企业难降解污水处理问题，如“浓盐水处理问题”“焦化污水处理问题”和“脱硫废液处理问题”等均考虑节水过程中对环境的影响和危害，因此，这方面的节水技术在钢铁企业备受关注，有的甚至关系到一些钢铁企业的生存和发展，如果妥善解决这些难降解污水的排放和回用问题，是钢铁企业节水的重点和难点。现在已有企业开展了对浓盐水进行分盐结晶资源化利用等相关技术的研究。

6.3 由单一节水技术向全厂用水系统集成优化发展

早期的节水设施往往为单独的生产设施配套建设，存在系统分散、管理不便等缺点。近年来，随着技术水平的不断提高，节水技术正由单一设施、单一技术的使用向全厂用水系统集成优化发展，把供水系统纳入全厂能源——资源管理系统，实现统一调度、系统管理，有效地提高了水资源利用率和管理水平。

由于钢铁企业废水种类多，分布广且分散，即使各个废水生产部位都配备了水处理设施，由于各种原因，其设备完好率、处理率不高，各部位水处理设施的溢流以及事故排放较多，造成钢铁企业总外排水量还有降低空间。对于循环冷却水系统来讲，只有提升工序用水效率，提高浓缩倍数，才能降低补、排水量，从而减少对环境的污染和废水的处理量，降低冷却水处理的成本，实现水的高效使用。在循环水系统运行过程中，需保持水系统的四个平衡，即：水质平衡、温度平衡、压力平衡和水量平衡。在水资源高效使用过程中，必需用平衡的观念进行分析和研究。对循环水系统分不同水质控制和不同水质补水；实行分质排水，特殊成分的污水就地处理，避免最终的混合处理等。

钢铁企业水系统集成优化技术，是将钢铁企业整个用水系统作为一个有机的整体进行综合考虑，对用水系统中的各种水源的选择和处理、水的工艺使用、污水废水的回用再生和循环的所有可能的机会进行综合考察，采用过程系统集成的原理和技术对水系统进行优化调度，按品质需求逐级用水和处理水，提高用水系统的重复利用率，将用水系统的新鲜水消耗量和废水排放量同时减少，使水能源的总体使用和处理排放成本降低。通过大型钢铁联合企业水系统集成优化技术，进行钢铁联合企业水平衡网络优化设计及改造，达到降低钢铁联合企业工业新水量及排水量。

6.4 由单一水源供给向多种水源供给方式发展，注重海水淡化的应用

随着地表水和地下水资源的日趋紧张，钢铁企业用水来源逐渐困难。为了解决这一问题，钢铁企业近年来一直在尝试获取不同的水资源，以满足日益增长的用水需求。近年来开发的节水技术在传统的节约用水的同时，着力拓展非常规的原水来源，把一些目前技术水平可以处理的原水变成可以使用的工业用水。沿海的企业一般把目光投向了海水。近年来开发的“热法低温多效海水淡化技术”“膜法海水淡化技术”“海水直接利用技术”是这方面比较典型的节水技术。

实用的海水淡化技术主要有反渗透、电渗析、多级闪蒸 ( MSF) 、压气蒸馏、冷冻等技术，其中能投入商业化使用的海水淡化技术主要是膜滤法和蒸馏法。以“热法低温多效海水淡化技术”为例，在钢铁行业中首钢京唐公司率先引进国际先进的海水淡化技术，并在引进消化吸收和二次开发的基础上，成功利用钢铁工业余热进行海水淡化处理，形成了具有我国自主知识产权的核心技术。该技术将钢铁工业生产过程中的余热与海水淡化所需要的能源进行耦合，实现了余热利用和海水淡化的协同效应，有效地拓宽了钢铁企业的原水来源。

目前，我国沿海的钢铁企业产能8000万吨，占我国总钢铁产量的8%。其中，青岛特钢、山钢集团、黄骅港纵横钢铁钢铁公司都有海水淡化意向，宝钢湛江有进一步增设第三套海水淡化1.5万吨设备。未来随着海水淡化成本的降低，以及地下水开采的限制，沿海大型钢铁企业通过自建或者第三方投资来进行海水淡化有发展前途。

6.5 由工艺、设备节水向管理节水发展，更加注重水处理的智能化、精细化管理

随着钢铁企业水处理设施的不断完善，钢铁企业在工艺及设备上节水的潜力愈来愈小。近年来，随着计算机技术、互联网技术、物联网技术、数据分析、数据挖掘以及人工智能等技术的融合，钢铁企业在节水工程实践中更多的是向着用水及废水资源化利用的智能化和精细化发展。钢铁企业水处理全流程控制专家管理系统，利用计算机、互联网、物联网、数据挖掘以及人工智能等多项科学技术融合集成传统节水、废水资源化及精细化用水管理技术，以此促进各项节水技术、污染治理工艺的实现效果，达到节能减排、改善环境质量的目标。建立、健全完善的水系统管理体系和各项规章制度，提升用水管理在能源管理体系中的份量；加大投资完善计量设施，逐步实现水系统计量完好率和出数准确率两个100%；继续完善或推广用水定额管理，通过用水系统的量化考核，强化管理；实行内部水价和考核机制，用经济杠杆作用带动和促进节水减排工作的开展。创新钢铁企业水系统运营模式，引入高技术化、专业化的综合环境、动力系统服务及运营的专业公司进行水系统市场化、社会化模式的建设和运营，真正实现钢铁工业节水减排的战略目标。