鋼鐵企業全廠廢水零排放模式探討
0引言
廢水零排放系統是指通過建立合理用水制度，實現廢水減量化、資源化，并通過廠區單元對濃鹽水的消納能力，實現降低噸鋼耗新水指標且全廠無外排廢水的給排水系統。
本廢水零排放模式具有如下特征:1)有效降低全廠水處理建設成本和運行費用:其一，避免全廠大循環運行模式，降低水處理規模。其二，生產廢水預處理選擇穩定高效且普適性強的“高效沉淀池+V型濾池”工藝。其三，選擇廢水反滲透和濃水反滲透系統作為廢水減量化、資源化的手段，相比蒸發結晶投資與運行成本較低。2)充分利用煉鐵、煉鋼、燒結、原料場等單元消納“濃鹽水”的能力，將減量后的“濃鹽水”進行接收和完全消納，在全廠層面上實現廢水零排放。
1廢水零排放系統原則
1.1避免全廠大循環運行模式，降低水處理規模經過分析全國多個鋼鐵企業運行現狀，水處理設施規模偏大表現為全廠水系統“大循環方式”。大循環方式表現在生產單元過量補水和過量排水;導致生產新水和生產廢水處理規模均偏大，用戶水質差。實際生產中，采用大循環運行方式的鋼鐵企業噸鋼生產廢水量達到并大于3m3/t，而沒有采用大循環運行方式的鋼鐵企業則小于0.7m3/t。采用非大循環方式，并采取分質供水、分質排水、廢水減量化等措施，可實現低成本廢水零排放。
1.2利用全廠可消納濃鹽水能力，實現低成本零排放為實現低成本廢水零排放，考慮通過原料澆灑、燒結混料、煉鐵水渣和煉鋼燜渣等用戶消納濃鹽水。經計算一種典型聯合鋼鐵企業(表2)，其主要消納用戶噸鋼可消納濃鹽水指標為0.44m3/t，即每天可消納濃鹽水量為1.47×104m3。
水渣系統補水水質要求較低，水量需求較大，是濃鹽水最主要的用戶。理論分析噸鐵水渣耗水量約0.29m3/t(分析見表3)，該指標也與多家鋼鐵企業生產運行實際較吻合。
另外，轉爐渣處理、原料澆灑、燒結混料過程也都可以消耗一些濃鹽水。全廠相關單元消納濃鹽水能力見圖1。
2廢水零排放實施措施
2.1分質供水，水量控制：全廠設置生產新水、除鹽水和濃鹽水供水系統，分別根據不同用戶需求補水，能使用低品質水的用戶不使用高品質水，便于水量平衡和鹽量平衡管理，并節約高品質給水、最大化降低全廠水量含鹽量，促進實施低成本廢水零排放。
循環水系統根據循環水量、熱負荷、氣象條件，控制濃縮倍數并供給生產新水;除鹽水用戶加強管控，減少漏損;濃鹽水用戶應根據用戶使用特征，避免溢流或濃鹽水經用戶排入生產廢水的情況。表2中全廠各主要單元分質供水水量見表4。
2.2分質排放，分類處理：全廠設置生產廢水管網，收集一般生產廢水(主要為凈環、濁環排污水)和生活污水;設置濃鹽水管網，具有收集焦化酚氰廢水、自備電廠化水制備濃鹽水的功能。
一般生產廢水和生活污水由生產廢水處理系統統一處理;焦化廢水在生產單元內實施深化、深度和減量化處理后進入濃鹽水管網，電廠區域化水制備所產特殊廢水經中和池處理后進入濃鹽水管網。
2.3廢水減量，廠區消納：各類廢水減量化是實現廢水零排放的必要條件。廢水減量化宜分類進行。焦化酚氰廢水成分復雜，相比全廠其他廢水成分特殊，其減量化是實施零排放和降低其環境影響范圍的必要條件。焦化酚氰廢水生化處理后，再經過深度處理進一步去除污染物，產水通過超濾、納濾及反滲透系統實施減量化。焦化廢水進入膜系統目前已經有實際案例。
一般生產廢水(不包括焦化酚氰廢水和電廠單元化產廢水等)也需要進行減量化，產水作為廠區除鹽水使用，濃鹽水通過濃鹽水系統供濃鹽水用戶。一般生產廢水減量目標根據全廠水量平衡確定，主要工藝流程為廢水反滲透系統和濃水反滲透系統，一般廢水回收率可達85%以上即減量化至15%以下。全廠生產廢水經減量化后，濃鹽水量降至約0.84×104m3/d;減量化后濃鹽水量小于廠區可消納量，全廠可實現廢水零排放。
3廢水零排放水量平衡
零排放方式運行狀態下，各生產單元用水類型主要為生產新水、除鹽水和濃鹽水。生產新水由原水經生產新水處理系統制備;除鹽水由廢水深度處理系統制備，發電單元需根據鍋爐補水要求由全廠供應的除鹽水制備二級除鹽水;濃鹽水主要為廢水深度處理系統所產生的濃鹽水，濃鹽水用戶濃鹽水水量不足時，由生產新水補充。全廠各類供水水量平衡見表6，
全廠水量平衡框圖見圖2。
4效益分析
廢水零排放，不向廠外排放廢水以及因廢水攜帶的COD、TN等污染物，對區域水環境無危害。廢水零排放，減少水資源占有量。在經濟高速發展，環境保護日益重要，將原來工業占用的水資源還給社會、還給自然，在人們擁有更充足的水資源的同時，還帶來環境改善、資源保護等一系列社會效益。
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