中冶京诚工程技术有限公司工程设计部 刘建 刘双程 于挺
钢铁工业是五大耗水行业之一。根据2004年钢铁协会30家单位统计，吨钢平均耗新水为12.8m3，全行业取水量估计在34亿m3左右。面临水资源日趋紧张的局面和国家产业政策的最新发展要求，我国钢铁企业建立高效的水系统集成，全力节水已经迫在眉睫。
一、钢铁企业水系统集成的含义、目标和原则
什么是系统集成？系统集成就是将各功能部分综合、整合为统一的系统，以发挥出更大的功效。而钢铁企业水系统集成是指在充分细致掌握企业各环节用水状况的基础上，根据循环经济的减量化、再利用、再循环(3R)原则，结合先进的技术方法和管理理念从系统的角度分层次科学合理地利用水资源，最终达到高效用水、节水。
钢铁企业水系统集成最终目标是高效用水，实现“零排放”。但在实际中，水系统集成目标的制定应该根据各钢铁企业具体情况的差异而有所不同，避免盲目超越阶段。现阶段，国内钢铁企业在用水方面的差异很大，宝钢的用水已经达到了比较高的水平，因而可以将吨钢耗水达到世界先进水平和水“零排放”作为水系统集成的目标；而对于用水水平不高的企业就应该将吨钢耗水达到国内先进水平和将水循环利用率提高到一个新的台阶作为水系统集成的目标。
钢铁企业水系统集成的原则有以下三点：第一，循环经济“3R”原则。将减量化、再循环、再利用充分贯穿钢铁企业水系统集成的各个环节，在源头和过程中减少水的消耗量，建立完善的循环系统和工序内、工序间水的串级利用，实现一水多用。第二，系统化原则。系统集成最重要的一点就是系统化的思想。用水、节水要从企业的整体来考虑，避免只重视单个环节和与水系统整体隔离，用水、节水要有目标性、连续性。第三，抓重点原则。目前制约我国钢铁企业用水水平提高的因素有很多，面面俱到地去做好每一个环节是不可能的，那么就要抓重点环节，力争做到事半功倍。例如，提高循环水的浓缩倍数，连铸二次冷却采用气水喷雾方式冷却等都可起到明显的节水效果。
二、我国钢铁行业用水存在的主要问题
1.直流供水系统仍然存在，循环系统不完善
由于我国钢铁企业老企业比例较大，而老企业直流系统居多，改造任务重。一批企业，特别是在水资源相对丰富地区的企业，仍使用原有的简单处理设施，使含有污染物的生产废水经过处理与其它废水汇流后达标排放。不仅造成水资源的浪费，而且对环境造成污染。此外，许多企业循环水系统和设施由于建成很早，存在不完善和老化的问题，造成水循环利用率低、处理水质差、漏水严重等。
2.循环水系水浓缩倍数低，补水量大，排水量大
我国钢铁企业水处理运行的浓缩倍数偏低(大多数低于2.0)。像宝钢这样用水先进的企业也仅仅达到2.5左右。浓缩倍数是衡量节水的一个重要技术经济指标，浓缩倍数越高，所需补充的水量就越少，外排废水量也会减少，净环水中的药剂流失也会减少，节水效果也越好，已颁布的《中国节水技术大纲》中提出：“在敞开式循环冷却系统，推广浓缩倍数大于4.0的水处理运行技术，2006年淘汰浓缩倍数小于3.0的水处理运行技术。”因而钢铁企业提高循环水浓缩倍数势在必行。
3.生产工艺用水量大
生产工艺用水量大，循环水量就大，从而造成补水量大，这是企业存在的共性问题。如高炉冲渣水，目前多采用水冲渣法，lt渣约需10m3水；绝大多数大中型高炉煤气湿法净化、转炉烟气湿法除尘、连铸传统的水冷等都要消耗并污染大量的水资源。
4.供排水管网老化，跑冒滴漏严重
我国大部分钢铁企业的供排水管网都已经有几十年的历史，年久失修，老化严重，跑冒滴漏现象日益严重。仅2002年这部分水量损耗平均约为71000m3／月。
5.没有充分与周边社会结合起来
在钢铁企业中有许多工序对水质的要求并不高。如烧结、冲渣、煤气洗涤、转炉烟气除尘等等。如果能充分利用社会上的中水，不仅可以满足自身生产需求，回用大量处理后的水资源，减低成本，还能够为社会做贡献，得到当地政府的支持，为企业赢得社会效益。
6.缺乏科学的管理
首先，目前我国绝大部分钢铁企业水量计量和水质监测不完善。一般一级计量基本可以达到100%，而二、三级计量严重不足。其次，丰水地区的冶金企业节水意识较差。企业仅仅考虑经济效益，而忽视了社会效益和本身的节水义务。再者，缺乏健全的节水管理机构，无法从整体上协调用水、节水，不能及时纠正企业内部常见的浪费水资源的做法。
三、未来钢铁企业水系统集成建立的途径
钢铁工业生产工序繁多，而且各个工序对水质要求及水质指标不同，工作条件也不同，因此，要想达到用水减量化、排水最小化，就要结合先进技术、管理方法在工序内部、工序之间以及社会层面三个层次来科学合理用水。
首先，企业各工序内部抓重点，采取治水、节水新技术及措施，最大程度地利用水资源，力争从源头治理达到用水的最小化。通过采用合适的水质稳定技术提高各个循环水系统净环水浓缩倍数达到4以上，显著降低水耗；烧结工艺设备冷却水的排水可作为物料添加用水，烧结机隔板冷却后的出水作为混合工艺加水；高炉、热风炉冷却系统的排水可以作为高炉煤气洗涤水系统循环水的补充水，也可排至高炉炉渣粒化(水渣或干渣)水系统；转炉烟气改湿法除尘净化为干法除尘；对转炉、连铸、运转生产用水串级使用，将连铸结晶器冷却水排污水定期排水进入连铸浊环水系统，连铸浊环水定期排放污水进入转炉除尘污水系统；转炉高压水的外排水作为转炉中压水的补充水，转炉中压水定期排放污水进入转炉除尘系统；连铸的二次冷却采用气水喷雾方式，可比传统的水冷方式节水约40%；用水大户的发电厂蒸汽冷凝水闭式回收；供水厂通过投加高效混凝、絮凝剂增加污水深度处理，将部分污水进行反渗透处理以满足生产需要和适应未来生活污水处理回用生产、生活的需求等。
其次，企业各工序之间，强化水集中处理，统一调配；逐步利用水夹点技术建立数字化管网，实现用水最小化，回水最大化，废水产生最小化；广泛串级使用水资源；加强各工序水泵机组运行调整，增加变频机组以达到节水、节电的效果等。
再者是社会层面，逐步处理社会生活污水应用于生产或供给厂内、市政居民生活用水；企业内部蒸汽余热服务社会等。此外，还可通过湿地对外排废水实行生态化治理。
最后，科学管理与强化节水观念。将节水与企业文化联系起来，企业文化塑造着企业的形象，向社会展现着企业的理念和凝聚力。把节水作为企业文化的重要内容，既能为企业带来预期的经济效益，又能产生社会效益；强化全体员工节水意识；完善节水制度、考核标准以及水质检测和水量计量；杜绝用水不良风气和不规范操作；推广节水器具；整合公共浴室、卫生间等。
我们得出以下结论：
1.钢铁企业建立起高效的水系统集成对于提高自身的综合竞争力，尽快成为循环经济型企业和促进全国节水工作的开展都有极为重要的意义。
2.钢铁企业水系统集成的建立要在循环经济“3R”原则的指导下，结合先进技术和管理理念，在企业工序内、工序间和社会层面不断深入和完善。
3.钢铁企业水系统集成要抓重点，高效率。在提高循环水浓缩倍数和强化节水管理理念等方面寻求突破。
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