今年的《政府工作報告》在部署政府工作任務(wù)時提出，推動生態(tài)環(huán)境綜合治理，其中特別提到統(tǒng)籌水資源、水環(huán)境、水生態(tài)治理。鋼鐵行業(yè)作為用水大戶，如今已進入節(jié)水減排瓶頸期，如何進一步加強節(jié)水減排對于推動鋼鐵行業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展意義重大。
一直以來，鋼鐵行業(yè)高度重視節(jié)約用水及水污染控制，積極推動鋼鐵企業(yè)采用工藝節(jié)水、循環(huán)用水、串級用水、聯(lián)合用水、廢水回用等技術(shù)。國家層面也通過清潔生產(chǎn)、綠色制造等財政基金支持了一大批鋼鐵節(jié)水技術(shù)改造項目，并通過水專項部署了一批鋼鐵行業(yè)全過程水污染控制的關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化研究工作，在焦化廢水強化處理、脫硫廢液資源化與無害化、綜合廢水處理、干熄焦、高爐干法除塵、轉(zhuǎn)爐干法除塵等方面取得重大突破，極大地推動了鋼鐵行業(yè)節(jié)水減排工作。
相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)噸鋼取水量呈大幅度下降趨勢，用水效率達到國家先進水平，噸鋼取水量由2005年的8.66立方米降至2023年的2.41立方米，噸鋼廢水排放量由2005年的4.88立方米降至2023年的0.35立方米，節(jié)水減排工作成效顯著。但現(xiàn)階段，鋼鐵企業(yè)節(jié)水過度依賴單元局部系統(tǒng)優(yōu)化和技術(shù)改造，相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新及其推廣應(yīng)用實現(xiàn)進一步節(jié)水的成本越來越高，節(jié)水減排空間日趨有限，可見水系統(tǒng)診斷優(yōu)化勢在必行。
鋼鐵行業(yè)節(jié)水減排存在六大“瓶頸”
當(dāng)前，鋼鐵行業(yè)節(jié)水減排進入瓶頸期，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
從行業(yè)層面看，《工業(yè)水效提升行動計劃》提出，“到2025年，鋼鐵行業(yè)噸鋼取水量單位取水量下降10%”。2020年，鋼鐵行業(yè)噸鋼取水量為2.5立方米，按此預(yù)測，2025年噸鋼取水量應(yīng)達到2.25立方米以下。但從目前相關(guān)數(shù)據(jù)看，完成該項指標(biāo)存在較大難度。
從水資源環(huán)境看，部分鋼企位于缺水的地區(qū)，或水資源和水環(huán)境承受能力有限的區(qū)域，企業(yè)面臨著越來越嚴(yán)格的水資源和水環(huán)境約束。經(jīng)過多年的節(jié)水和水污染治理措施，進一步節(jié)水減排的潛力已十分有限，將在一段較長的時期內(nèi)受到技術(shù)瓶頸的制約，應(yīng)對日益趨嚴(yán)的水資源和水環(huán)境管理政策的技術(shù)難度凸顯。
從節(jié)水管理看，鋼企普遍偏重于水量的管理優(yōu)化，對于水質(zhì)優(yōu)化還存在較大的認(rèn)識偏差，特別是全廠范圍的水質(zhì)優(yōu)化更是少有涉及。
從節(jié)水技術(shù)看，鋼鐵企業(yè)較多的關(guān)注局部工藝過程節(jié)水、單體設(shè)備節(jié)水、局部水處理工藝提效升級，但對于鋼鐵企業(yè)全局性的水系統(tǒng)優(yōu)化則關(guān)注較少。
從循環(huán)水系統(tǒng)看，企業(yè)普遍存在循環(huán)水使用量過大、冷卻塔效率低下、自動化水平低、水泵運行偏離高效點、流量表缺失等問題，導(dǎo)致企業(yè)用水效率不高。
從廢水處理看，高鹽低質(zhì)廢水是鋼鐵企業(yè)難處理和處置的廢水之一，由于鋼鐵企業(yè)廢水循環(huán)利用不合理，高鹽低質(zhì)廢水普遍簡單直接串接用于高爐沖渣或鋼渣燜渣等環(huán)節(jié)，造成沖渣燜渣設(shè)施腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重，并導(dǎo)致高鹽低質(zhì)廢水處理處置技術(shù)難度和處理成本增加，并使水污染風(fēng)險增大。
鋼企應(yīng)積極開展水系統(tǒng)優(yōu)化
據(jù)不完全統(tǒng)計，我國鋼鐵用水占工業(yè)用水的近10%，屬高用水行業(yè)，鋼鐵行業(yè)實施節(jié)水對降低我國用水總量意義重大。“十四五”以來，國家發(fā)布的相關(guān)文件中多次明確要求鋼鐵行業(yè)要提升用水效率并提出具體量化考核指標(biāo)。如《工業(yè)和信息化部等六部門關(guān)于印發(fā)<工業(yè)水效提升行動計劃>的通知》要求，到2025年鋼鐵行業(yè)噸鋼取水量單位取水量下降10%。
而要完成這項節(jié)水任務(wù)，鋼鐵行業(yè)亟須開展水系統(tǒng)優(yōu)化工作，推動鋼鐵企業(yè)用水精細(xì)化管控。鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)優(yōu)化主要集中在以下幾個方面。
一是水源優(yōu)化方面。挖潛現(xiàn)有水源存量，優(yōu)化提升新水用水水質(zhì)，為高效用水提供優(yōu)質(zhì)水源。同時，貫徹落實《工業(yè)廢水循環(huán)利用實施方案》提出的鋼鐵行業(yè)“實施排水管網(wǎng)雨污分流技術(shù)改造。打造產(chǎn)城融合模式，推動鋼鐵企業(yè)加大利用城市再生水”。充分開源，增加雨水、城市再生水、海水等非常規(guī)水源的用量，有效降低企業(yè)噸鋼取新水量指標(biāo)。
二是循環(huán)水系統(tǒng)精準(zhǔn)管控方面。鋼鐵企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)用水量占企業(yè)總用水量的70%以上，循環(huán)水系統(tǒng)用水效率的提升直接影響著鋼鐵企業(yè)整體用水效率的提升。另外，循環(huán)水系統(tǒng)的用電量占鋼鐵企業(yè)總用電量的15%~20%，開展循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化，節(jié)約水系統(tǒng)能耗，延長用水設(shè)備壽命，對鋼鐵企業(yè)降本增效具有重要意義。
三是提質(zhì)供水、分質(zhì)處理方面。水質(zhì)運行情況直接影響著鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)用水安全，同時，與各工序的補水量、排水量有著密切的關(guān)系，與水量平衡直接相互關(guān)聯(lián)。因此，水質(zhì)控制應(yīng)充分考慮“制水、供水、用水、排水、廢水處理、中水回用”等涉水系統(tǒng)的特點和各系統(tǒng)間的相互影響規(guī)律，實現(xiàn)最佳的水量、水質(zhì)平衡。
四是節(jié)水技術(shù)應(yīng)用方面。當(dāng)前，電化學(xué)等物理水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)、供水管網(wǎng)智能檢測漏技術(shù)、智能化學(xué)水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)、廢水零排放技術(shù)、智慧水務(wù)管理技術(shù)等先進節(jié)水技術(shù)已在企業(yè)中開始得到推廣應(yīng)用，可進一步提升用水效率。
五是水處理系統(tǒng)運行管理方面。對于鋼鐵企業(yè)各生產(chǎn)工序用水系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)自身用水特點，結(jié)合有效節(jié)水技術(shù)措施，制定水系統(tǒng)管控標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)有序補水、有序排水，保障系統(tǒng)在高濃縮倍數(shù)運行。
六是水系統(tǒng)智慧化方面。水系統(tǒng)智慧化是鋼鐵企業(yè)未來的發(fā)展趨勢。筆者認(rèn)為，鋼鐵企業(yè)可建立“孿生水系統(tǒng)”實現(xiàn)在供水—用水—廢水—回用水等涉水環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)化、信息化、智能化，并實現(xiàn)可視化、可操作化，提升用水管理的效率。
開展水系統(tǒng)優(yōu)化要因企施策
鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)優(yōu)化工作有利于鋼鐵企業(yè)節(jié)水管理升級、用水效率提升、延長設(shè)備使用壽命、降低水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)能耗、有效管控環(huán)保風(fēng)險等，可為鋼鐵企業(yè)降低運行成本、提升企業(yè)效益、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。
而開展水系統(tǒng)優(yōu)化須符合企業(yè)實際。實際上，各鋼鐵企業(yè)用水模式存在差異性，每個鋼鐵企業(yè)均有的自身用水特點，在開展水系統(tǒng)優(yōu)化時，應(yīng)充分考慮企業(yè)的差異性，實現(xiàn)“一企一策”。
冶金規(guī)劃研究院節(jié)水中心已協(xié)助多家鋼鐵企業(yè)開展了水系統(tǒng)診斷優(yōu)化工作。以新鋼為例，該企業(yè)用水系統(tǒng)主要包括燒結(jié)、球團、焦化、煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋等主生產(chǎn)工藝用戶，制氧、熱電等輔助生產(chǎn)工藝用戶，用水系統(tǒng)非常復(fù)雜，存在點多、線長、面廣的特點，是典型的特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)用水系統(tǒng)。水系統(tǒng)優(yōu)化采用“分區(qū)調(diào)研、集中討論、系統(tǒng)優(yōu)化”的模式，全面梳理分析企業(yè)生產(chǎn)過程用水排水系統(tǒng)存在的問題。經(jīng)整理，主要問題包括水源、水質(zhì)、供水設(shè)備效率、循環(huán)水系統(tǒng)效率低、水污染環(huán)保風(fēng)險等方面。在梳理出問題的基礎(chǔ)上，水系統(tǒng)優(yōu)化方案有針對性地提出了100余項節(jié)水減排優(yōu)化措施項目，包括水質(zhì)類項目、設(shè)備類項目、生產(chǎn)效率類項目、環(huán)保風(fēng)險類項目、管理類項目等。優(yōu)化完成后，企業(yè)用水指標(biāo)可達到用水定額先進水平，避免超計劃用水、超定額用水；用水成本降低，生產(chǎn)設(shè)施效率提升，設(shè)備維護費用降低，噸鋼效益約15元；建立了節(jié)水考核指標(biāo)，優(yōu)化用水管理；實現(xiàn)水污染環(huán)保風(fēng)險的有效管控。
總之，各鋼企在開展水系統(tǒng)優(yōu)化時，應(yīng)充分考慮各自企業(yè)的用水特點和用水模式的差異性，因企施策。尤其是對于城市鋼廠、工業(yè)園區(qū)內(nèi)鋼廠，在水系統(tǒng)優(yōu)化時應(yīng)充分結(jié)合企業(yè)所處區(qū)域的特點，從產(chǎn)城融合、工業(yè)園區(qū)廢水循環(huán)利用等更高的層次制訂水系統(tǒng)優(yōu)化方案。自2023年以來，鋼企普遍效益下降較快，鋼鐵行業(yè)已進入深度調(diào)整期。對此，筆者建議鋼企在穩(wěn)定生產(chǎn)運行的基礎(chǔ)上，盡快開展水系統(tǒng)優(yōu)化工作，降低各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的用水運行成本，進一步提升企業(yè)盈利能力。
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