今年的《政府工作报告》在部署政府工作任务时提出，推动生态环境综合治理，其中特别提到统筹水资源、水环境、水生态治理。钢铁行业作为用水大户，如今已进入节水减排瓶颈期，如何进一步加强节水减排对于推动钢铁行业绿色低碳高质量发展意义重大。
一直以来，钢铁行业高度重视节约用水及水污染控制，积极推动钢铁企业采用工艺节水、循环用水、串级用水、联合用水、废水回用等技术。国家层面也通过清洁生产、绿色制造等财政基金支持了一大批钢铁节水技术改造项目，并通过水专项部署了一批钢铁行业全过程水污染控制的关键技术及产业化研究工作，在焦化废水强化处理、脱硫废液资源化与无害化、综合废水处理、干熄焦、高炉干法除尘、转炉干法除尘等方面取得重大突破，极大地推动了钢铁行业节水减排工作。
相关统计数据显示，我国重点统计钢铁企业吨钢取水量呈大幅度下降趋势，用水效率达到国家先进水平，吨钢取水量由2005年的8.66立方米降至2023年的2.41立方米，吨钢废水排放量由2005年的4.88立方米降至2023年的0.35立方米，节水减排工作成效显著。但现阶段，钢铁企业节水过度依赖单元局部系统优化和技术改造，相关技术创新及其推广应用实现进一步节水的成本越来越高，节水减排空间日趋有限，可见水系统诊断优化势在必行。
钢铁行业节水减排存在六大“瓶颈”
当前，钢铁行业节水减排进入瓶颈期，主要体现在以下几个方面。
从行业层面看，《工业水效提升行动计划》提出，“到2025年，钢铁行业吨钢取水量单位取水量下降10%”。2020年，钢铁行业吨钢取水量为2.5立方米，按此预测，2025年吨钢取水量应达到2.25立方米以下。但从目前相关数据看，完成该项指标存在较大难度。
从水资源环境看，部分钢企位于缺水的地区，或水资源和水环境承受能力有限的区域，企业面临着越来越严格的水资源和水环境约束。经过多年的节水和水污染治理措施，进一步节水减排的潜力已十分有限，将在一段较长的时期内受到技术瓶颈的制约，应对日益趋严的水资源和水环境管理政策的技术难度凸显。
从节水管理看，钢企普遍偏重于水量的管理优化，对于水质优化还存在较大的认识偏差，特别是全厂范围的水质优化更是少有涉及。
从节水技术看，钢铁企业较多的关注局部工艺过程节水、单体设备节水、局部水处理工艺提效升级，但对于钢铁企业全局性的水系统优化则关注较少。
从循环水系统看，企业普遍存在循环水使用量过大、冷却塔效率低下、自动化水平低、水泵运行偏离高效点、流量表缺失等问题，导致企业用水效率不高。
从废水处理看，高盐低质废水是钢铁企业难处理和处置的废水之一，由于钢铁企业废水循环利用不合理，高盐低质废水普遍简单直接串接用于高炉冲渣或钢渣焖渣等环节，造成冲渣焖渣设施腐蚀结垢严重，并导致高盐低质废水处理处置技术难度和处理成本增加，并使水污染风险增大。
钢企应积极开展水系统优化
据不完全统计，我国钢铁用水占工业用水的近10%，属高用水行业，钢铁行业实施节水对降低我国用水总量意义重大。“十四五”以来，国家发布的相关文件中多次明确要求钢铁行业要提升用水效率并提出具体量化考核指标。如《工业和信息化部等六部门关于印发<工业水效提升行动计划>的通知》要求，到2025年钢铁行业吨钢取水量单位取水量下降10%。
而要完成这项节水任务，钢铁行业亟须开展水系统优化工作，推动钢铁企业用水精细化管控。钢铁企业水系统优化主要集中在以下几个方面。
一是水源优化方面。挖潜现有水源存量，优化提升新水用水水质，为高效用水提供优质水源。同时，贯彻落实《工业废水循环利用实施方案》提出的钢铁行业“实施排水管网雨污分流技术改造。打造产城融合模式，推动钢铁企业加大利用城市再生水”。充分开源，增加雨水、城市再生水、海水等非常规水源的用量，有效降低企业吨钢取新水量指标。
二是循环水系统精准管控方面。钢铁企业循环水系统用水量占企业总用水量的70%以上，循环水系统用水效率的提升直接影响着钢铁企业整体用水效率的提升。另外，循环水系统的用电量占钢铁企业总用电量的15%~20%，开展循环水系统优化，节约水系统能耗，延长用水设备寿命，对钢铁企业降本增效具有重要意义。
三是提质供水、分质处理方面。水质运行情况直接影响着钢铁企业生产用水安全，同时，与各工序的补水量、排水量有着密切的关系，与水量平衡直接相互关联。因此，水质控制应充分考虑“制水、供水、用水、排水、废水处理、中水回用”等涉水系统的特点和各系统间的相互影响规律，实现最佳的水量、水质平衡。
四是节水技术应用方面。当前，电化学等物理水质稳定技术、供水管网智能检测漏技术、智能化学水质稳定技术、废水零排放技术、智慧水务管理技术等先进节水技术已在企业中开始得到推广应用，可进一步提升用水效率。
五是水处理系统运行管理方面。对于钢铁企业各生产工序用水系统，应根据自身用水特点，结合有效节水技术措施，制定水系统管控标准，实现有序补水、有序排水，保障系统在高浓缩倍数运行。
六是水系统智慧化方面。水系统智慧化是钢铁企业未来的发展趋势。笔者认为，钢铁企业可建立“孪生水系统”实现在供水—用水—废水—回用水等涉水环节的数据化、信息化、智能化，并实现可视化、可操作化，提升用水管理的效率。
开展水系统优化要因企施策
钢铁企业水系统优化工作有利于钢铁企业节水管理升级、用水效率提升、延长设备使用寿命、降低水系统网络能耗、有效管控环保风险等，可为钢铁企业降低运行成本、提升企业效益、实现高质量发展提供有力支撑。
而开展水系统优化须符合企业实际。实际上，各钢铁企业用水模式存在差异性，每个钢铁企业均有的自身用水特点，在开展水系统优化时，应充分考虑企业的差异性，实现“一企一策”。
冶金规划研究院节水中心已协助多家钢铁企业开展了水系统诊断优化工作。以新钢为例，该企业用水系统主要包括烧结、球团、焦化、炼铁、炼钢、热轧、冷轧等主生产工艺用户，制氧、热电等辅助生产工艺用户，用水系统非常复杂，存在点多、线长、面广的特点，是典型的特大型钢铁联合企业用水系统。水系统优化采用“分区调研、集中讨论、系统优化”的模式，全面梳理分析企业生产过程用水排水系统存在的问题。经整理，主要问题包括水源、水质、供水设备效率、循环水系统效率低、水污染环保风险等方面。在梳理出问题的基础上，水系统优化方案有针对性地提出了100余项节水减排优化措施项目，包括水质类项目、设备类项目、生产效率类项目、环保风险类项目、管理类项目等。优化完成后，企业用水指标可达到用水定额先进水平，避免超计划用水、超定额用水；用水成本降低，生产设施效率提升，设备维护费用降低，吨钢效益约15元；建立了节水考核指标，优化用水管理；实现水污染环保风险的有效管控。
总之，各钢企在开展水系统优化时，应充分考虑各自企业的用水特点和用水模式的差异性，因企施策。尤其是对于城市钢厂、工业园区内钢厂，在水系统优化时应充分结合企业所处区域的特点，从产城融合、工业园区废水循环利用等更高的层次制订水系统优化方案。自2023年以来，钢企普遍效益下降较快，钢铁行业已进入深度调整期。对此，笔者建议钢企在稳定生产运行的基础上，尽快开展水系统优化工作，降低各生产环节的用水运行成本，进一步提升企业盈利能力。
扫一扫关注微信
