我国钢铁行业节水技术发展趋势分析

张 楠

（河钢集团唐山钢铁有限责任公司，河北 唐山 063000）

水资源是促进人类安全与发展不可或缺的资源，水资源和对国民经济的发展具有重大影响。我国作为缺水国，人均水资源有限，，是世界上水资源最缺失的国家之一。多年来，伴随着中国工业的强劲发展，我国已经面临着水资源枯竭的窘境。给中国的用水带来了重大挑战，也为我国节水技术的研究与开发带来了挑战。

钢铁行业作为水资源利用大头，对于水资源的使用不可缺少，同时造成了大量的水资源浪费。伴随着我国“节能环保”理念的提出与实践，钢铁行业节水技术的研发与创新已成燃眉之急，近年来，钢铁行业也被我国列为七大节水行业之一。因此，我们需要认清当前局势，大力促进节水技术的研发与改进，对于促进钢铁行业的可持续发展有很大意义。

1 钢铁行业节水潜力分析

相关数据显示，在我国高用水行业中，钢铁行业含水量仅次于电力和石化行业之后，排名第三，约占我国工业用水总量的10%。钢铁行业的采矿，烧炼，焦化，钢铁加工和钢铁轧制等过程都离不开水资源的使用，可以说，钢铁行业的发展离不开大量水资源的使用。因此，为了构件“节水型环保社会”，钢铁行业必须进行节水技术的开发与应用。

从我国第十个五年计划到十三个五年计划期间，钢铁行业通过在整个钢铁生产过程中启动节水技术开发计划的部署，在钢铁生产过程中尽量使用先进的节水技术和工具，推广实践先进的节水技术和管理措施，取得了良好的效果。从2000年～2018 年的19 年间，钢铁产量已经增长了7 倍以上。但是水资源的使用量不仅没有增加，反而出现了减低。以钢铁协会的统计企业为例，2000 年新水的生产和使用22.461.32 亿m3，2018 年使用新水生产使用173，944，400m3，相比减少了22.6%。

对2000 年钢铁行业用水量和排水量以及2018 年钢铁行业用水量和废水排放量数据的综合分析表明，当前，无论是从钢铁用水量或污水排放量的角度来看，两者都有大幅度的减少，钢铁行业用水量减少了90.5%，废水排放量减少了95.9%，这是一个非常大的数字。在过去的19 年中，从总用水量和废水排放量的角度来看，钢铁行业朝着越来越好的方向前进。基与我国钢铁行业节水的目标，截止到2020 年将每吨钢的新用水量减少到3.2m3以下。当前，对钢铁行业每吨钢的新用水量进行了严格的统计。后续钢铁行业发展中，每吨钢材的耗水量和排水量将进一步减少，但是不会有明显的减少。

2 钢铁行业节水措施

2.1 提高废水应用率

节水技术能够将我国钢铁企业的用水量降低到较低水平，从废水的二次利用的角度来看待这一点，这不仅使钢铁行业工业用水量减少，也可以减少钢铁行业的能源消耗。由于钢铁的制造过程比较复杂，并且在整个生产过程中都需要大量水资源的使用，钢铁生产过程中释放的废气量也较多。根据钢铁行业的统计，如果每年生产350 万t 钢板，这很可能会产生5000 万t 废水中，其中一半是间接冷却水含量。因此，如果要减少水消耗和能源消耗，则必须从一个角度来看这个问题。

但是，目前中国钢铁企业的废水处理技术的过程还不够完善，导致废水中的很多杂质无法完全消除，所以一些钢铁企业的废物不符合排放标准。另外，我国还有相关的废水排放政策，根据既定政策，污水中的杂质越多，污水的收取费用就越高。

为了使钢铁企业更加稳定地发展，所有企业都应该注意企业废水排放问题。废水排放量的减少可以使水资源质量得到改善。这些问题需要密切注意废水处理：如果废水质量符合要求，则尽一切可能进行二次利用；对于钢铁生产中耗水量大和废水排放量大的环节，只有在确保没有污染物之后才能进行废水排放。也可以说，有必要按照有关节水和环境保护的计划严格排放废水，废水的二次利用，可以减少用水量以及促进钢铁企业的可持续发展。

2.2 对于水泵叶轮进行合理改进

随着中国对节能减排的需求增加，钢铁企业的节能减排需求也随之增加。近年来，河钢成钢在节水工作方面取得了一定的成果。为了使泵的效率达到标准或越来越高，因此必须在专用泵中严格控制该泵的特性曲线，其是特性曲线为Q-H 曲线和Q-η曲线。为了确保增加泵的工作范围，有必要充分保证这两个曲线越平坦，曲线越平坦，工作区域越大。所以，水泵参数是在选择泵的过程中不能忽略的值。这个参数也是为水泵叶轮的改造提供了更科学的理论方法。

对于轧钢静环水泵环的叶轮的切割和更换，可以很大程度减少钢铁企业的耗水量。在修改叶轮之前，有必要对施工用水点和水泵曲线进行分析，然后才能够进行切割更换工作，系统必须从2050 平方米每小时降低为1850 平方米每小时，压力也需要从0.39Mpa 增加到0.45MPa，这样才能正常工作，可以使炼铁厂所需的循环水量可达到140，000m3。

改造生产过程中使用的加热炉中的净水泵。在实际施工之前，有必要与专业技术人员进行详细沟通，对用水点和系统参数，水塔液体的高度等参数进行全面的分析，只够进行改造工作。改造前运行参数为393m3流量每小时，扬程为69m，更换水泵后，系统运行参数流量必须降至262 立方米每小时，扬程必须降低到64m，每月可减少钢铁公司生产用水量100，000m3。

2.3 其他措施

因为排渣管的某些部分用于废炉场。因此，这些已被改造的区域已无法逆转，这将导致这些环境区域的严重污染。所以有必要进行废水的处理和加工。但是，在处理中，这些步骤将遇到一系列问题，同时，将重建排渣途径。这项工作非常复杂，要在改变炉渣通道后，就可以发挥其作用。因此，需要重新包含这些区域，并在修改后装运零件，可以完全减少水的浪费。这样，处理过程可以重复使用污水，每天的废料回收利用量可达到600t，这不仅增加了污水的使用率，用户生产用水量的减少也将大大减少。所有废水都被回收利用，污水的回收量等于相同水的使用量。若水价为4.06 元/t，对于节水成本来说，不到一年就减少了876960 元，大大降低了生产成本[1]。

3 我国钢铁行业节水技术发展趋势研究

3.1 向资源的综合利用方向发展

在早期生产活动中，企业通常仅将水当作原材料，节水的初衷是降低生产成本。随着水资源的枯竭，人们对于水资源的了解已逐渐改变，特别是在工业生产活动中，对水的需求在增加，水资源总量在减少，价格也在上涨，企业也逐渐将水资源当作是“金钱”。之后，对于节水技术的开发，除了需要做到节约，还需要逐渐向循环经济靠拢，逐渐体现了循环利用和资源循环利用的本质。到目前为止，节水技术已经进入“减少，重复利用”的良性循环。

目前，钢铁企业使用“城市再生水为钢铁企业提供工业用水”，“雨水收集与利用”，“综合污水高级处理和回收”和“焦化废水高级处理”等节水技术，例如“回收和利用”，已经很好地体现了循环经济的原理。然后，中国钢铁企业的工业用水循环利用率逐年提高，进一步说明水资源回收的重视度提高[2]。

3.2 向环保节水技术方向发展

随着管理理念和技术水平的不断发展，废水循环利用的背景下，钢铁企业的废水处理技术和节水技术不可避免地相互交织以获得环境效益，资源效益和经济利益最大化，从而最小化环境污染，有效获得水资源的可持续供应。

以“水质分类，梯级利用技术”为例，该技术使用清水作为浑浊的移动水的水添加剂，使用级联供水后，无需处理即可直接作为下一阶段的新水，避免了过去的分散和逐步处理，并减少了建立一个废水费用站点的费用。减少废物量，改善水资源的利用率，使用减少了废水的成本。这项技术的最佳运行方式是封闭式水处理系统和供水链的组合。使用时，根据业务特征和流程仔细调整步骤，以最大程度地提高对水资源的利用[3]。

3.3 由单一节水向用水集成优化发展

早期，通常将节水设施作为单独生产设施的支撑结构，存在诸如设置系统分散和管理不便的缺点。近年来，随着节水技术的不断发展，节水技术正在单一节水转变为用水集成优化发展，来促进和改善整个供水系统，结合工厂密集的能源管理系统，以获得集成的管理于调度，大大改善了水资源利用率和管理水平。

钢铁行业水系统的集成优化技术，是将整个水资源管理系统认为是一个有机整体，在水系统中选择和处理各种污水，利用污水复用技术，重新对所有可能的回收利用机会进行废水回收利用。应用将系统集成和技术整合在一起的原理来实施水资源系统的管理，优化水资源的调度，并根据水资源的品质逐级进行污水处理，提高了水资源的利用率，可以减少淡水的浪费，同时减少了污水的排放量，从而使水的整体利用提高，污水处理成本降低。通过整合和优化大型钢铁综合供水系统，优化钢厂水平衡网络设计和改造的技术，降低污水的排放量[4]。

4 结语

综上所述，随着我国水资源的日益缺乏，钢铁行业节水技术的应用与改进势在必行。在过去的十几年，虽然我国的节水政策得到了有效实践，也取得了重大成果，但仍又很大的进步空间。在日后的节水技术应用中，钢铁企业应该将节水放在首位，加强钢铁制作各环节的节水措施落实，并采取相关措施改进节水技术。在未来，节水技术的应用也将向集成的方向发展，对于废水的二次利用，对促进钢铁行业节水技术发展有很大作用，可以促进钢铁行业可持续发展。