1．引言
水資源的日益短缺,已成為全球普遍關(guān)注的重大環(huán)境問題之一。資料顯示,我國人均水資源占有量僅2220m³,遠(yuǎn)低于74300m³的世界人均占有量,并且我國人均水資源占有量在時(shí)間和地區(qū)分布上極不均衡,如濟(jì)南地區(qū)的人均水資源占有量只有221 m³,被定性為資源性極度缺水城市。與此同時(shí), 我國的萬元工業(yè)產(chǎn)值取水量高達(dá)90 m³, 是發(fā)達(dá)國家的3～7倍, 工業(yè)水重復(fù)利用率僅有52%, 工業(yè)用水效率與世界先進(jìn)水平相比差距懸殊。因此, 提高工業(yè)用水效率、創(chuàng)建節(jié)水型企業(yè), 是緩解水資源供需矛盾、保證我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
冶金工業(yè)的用水量和廢水的產(chǎn)生量在工業(yè)企業(yè)中占有較大比例。我國冶金企業(yè)在噸鋼耗新水指標(biāo)和水的循環(huán)率方面與國外同行先進(jìn)水平比還有相當(dāng)大的差距, 存在著巨大的節(jié)水潛力。挖掘這種潛力, 從工業(yè)水節(jié)流、興建污水處理廠、提高中水回用率、采用先進(jìn)節(jié)水工藝設(shè)備等方面入手可以取得非常好的節(jié)水效果。
2.我國水資源儲(chǔ)量現(xiàn)狀
我國水資源總量2.8萬億m³，按自然和地理特點(diǎn)大致分為四類地區(qū)：
第一類地區(qū)包括東北黑龍江、鴨綠江，西南雅魯藏布江、怒江、瀾滄江、紅河以及西北伊犁河、額爾齊斯河等國際界河或出境河流域，簡稱為外流區(qū)。該區(qū)水資源量約為全國水資源總量的28%，人均水資源量為全國平均的3.8倍，水資源利用率最低，為5.5%。
第二類地區(qū)包括長江、珠江及東南沿海諸河等流域，簡稱為南方區(qū)。該區(qū)水資源量占全國水資源總量的一半以上，人均水資源量為全國平均的1.1倍，水資源利用率為16.7%。
第三類地區(qū)包括黃河、淮河、海河及遼河等流域，簡稱為北方區(qū)。該區(qū)水資源總量約為全國水資源總量的31%，人均水資源量約為全國平均的1/4，水資源利用率最高，為63.8%。
第四類地區(qū)主要為內(nèi)陸河地區(qū)，簡稱為內(nèi)陸區(qū)。該區(qū)水資源總量約為全國的9%，人均水資源量為全國平均的1.9倍，水資源利用率為49.2%。
目前我國北方區(qū)和內(nèi)陸區(qū)水資源利用率已分別達(dá)到63.8%和49.2%。從水資源角度，水資源利用率已不宜提高，可供水量應(yīng)基本維持現(xiàn)狀，即分別為1500億m³及500億m³左右。南方區(qū)目前水資源利用率為16.7%，從水資源角度看，還有一定潛力。若按水資源利用率增加到25%-30%計(jì)算，該區(qū)可供水量將達(dá)到4500億-5000億m³以上，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，可以增加1700億-2200億m³以上。外流區(qū)目前水資源利用率為5.5%，從水資源角度看，具有較大潛力，但如向北方區(qū)供水，需要長距離引水，開發(fā)具有一定難度。而北方區(qū)及內(nèi)陸區(qū)遠(yuǎn)景需要增加的供水量，幾乎全部要靠跨流域調(diào)水或長距離引水解決。根據(jù)目前的規(guī)劃和設(shè)想，除從長江調(diào)水約500億m³和東北的北水南調(diào)及西北的引伊、引額約100億m³外，還要考慮從西南諸河調(diào)水約300億m³，才能基本滿足北方區(qū)和內(nèi)陸區(qū)遠(yuǎn)景經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展需要。
3. 我國鋼鐵行業(yè)用水現(xiàn)狀及存在問題
3.1部分企業(yè)為減少投資和成本任使用原直流供水系統(tǒng)
由于我國鋼鐵企業(yè)老企業(yè)比例較大，而老企業(yè)直流系統(tǒng)居多，改造任務(wù)重。一批企業(yè)，特別是在水資源相對豐富地區(qū)的企業(yè)，仍使用原有的簡單處理設(shè)施，使含有污染物的生產(chǎn)廢水經(jīng)過處理與其它廢水匯流后達(dá)標(biāo)排放。不僅造成水資源的浪費(fèi)，而且對環(huán)境造成污染。
3.2供水水質(zhì)不純，補(bǔ)水量增大
部分企業(yè)原設(shè)計(jì)沒有循環(huán)設(shè)施，近幾年來，水資源緊張，環(huán)保要求嚴(yán)，故增建了水循環(huán)設(shè)施。但是將間接冷卻水和直流冷卻水匯入同一處理系統(tǒng)處理，由于間接冷卻水用戶對水質(zhì)要求高，摻混了濁水后，水質(zhì)不能滿足用水要求，故只能使用新水，而濁環(huán)水用戶的用量又小于處理回收水量，只好將多余的水大量外排，既浪費(fèi)水資源，又污染環(huán)境。
3.3循環(huán)設(shè)施不完善，造成補(bǔ)水量大
有的企業(yè)建有循環(huán)水系統(tǒng)和設(shè)施，但是不完善，有的缺污泥處理系統(tǒng)，有的缺冷卻設(shè)施，這樣，污泥直接排放造成污染，同時(shí)排走大量的水；或水溫過高，不能滿足生產(chǎn)對水溫的要求而增補(bǔ)新水。
3.4循環(huán)水系統(tǒng)中沒有水質(zhì)穩(wěn)定措施，造成補(bǔ)水量大，排水量大
現(xiàn)在許多企業(yè)雖有循環(huán)系統(tǒng)及設(shè)施，但其相應(yīng)補(bǔ)充水及循環(huán)水水質(zhì)不受控制，又缺乏有效的水質(zhì)穩(wěn)定措施，使得循環(huán)水使用一段時(shí)間后，懸浮物增多，含鹽量增多，菌藻繁殖等，造成水質(zhì)不能滿足用戶要求，必須增加補(bǔ)水以“降低”循環(huán)水中懸浮物和總含鹽量，從而造成補(bǔ)水量大。有的企業(yè)有水質(zhì)穩(wěn)定措施，如加藥設(shè)施，但加藥系統(tǒng)自動(dòng)化程度不高，多為人工不定時(shí)加藥，不能很好地控制循環(huán)水水質(zhì)，也增大了循環(huán)水系統(tǒng)的排污量，使循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)低，增加了新水消耗量。
3.5生產(chǎn)工藝用水量大
生產(chǎn)工藝用水量大，循環(huán)水量就大，從而造成補(bǔ)水量大，這是企業(yè)存在的共性問題。如高爐沖渣水，目前多采用水沖渣法，1t渣約需10m³水，若采用轉(zhuǎn)鼓渣法粒化裝置的工藝，則1t渣只需1m³水；目前大中型高爐煤氣凈化絕大多數(shù)為“濕法”，這樣就需要大量的洗滌水，同時(shí)這些水又造成新污染。以一座300m³級(jí)高爐為例，煤氣洗滌水一般為300m³/h，此水中懸浮物含量超過2000mg/l，而且尚含有酚等其它污染物，因此，直接外排是不允許的，故目前該類洗滌水均以加藥處理后循環(huán)使用。該處理系統(tǒng)龐大、繁雜，若采用“干法”除塵，則不需要這部分水，從而節(jié)約水資源，杜絕了污染。連鑄二次冷卻方式不同，如采用氣水噴霧方式冷卻，可比傳統(tǒng)的水冷方式節(jié)水約40%，從而也節(jié)約了處理這部分水的投資、占地。再如，近年來在主體生產(chǎn)工藝技術(shù)改造時(shí)，生產(chǎn)單位經(jīng)常由于投資緊張，在循環(huán)水設(shè)施建設(shè)上，能簡則簡，對水處理的重視程度不夠，形成“欠賬”過多，這不僅給生產(chǎn)節(jié)水帶來諸多困難，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
3.6現(xiàn)有供水系統(tǒng)不合理，造成能耗高
由于我國鋼鐵企業(yè)的用水系統(tǒng)大多數(shù)是從直流系統(tǒng)改造為循環(huán)系統(tǒng)、部分循環(huán)系統(tǒng)，為節(jié)省投資未進(jìn)行供排水系統(tǒng)整體優(yōu)化，部分車間改循環(huán)，補(bǔ)水量減少，而原供水泵組及供水管網(wǎng)因用水量減少，管網(wǎng)壓力升高，而且，管網(wǎng)必須滿足最高壓力用戶的要求，壓力一般在0.5兆帕左右，而循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)充水需用壓力一般只0.3兆帕即可，因而造成能源浪費(fèi)。另外還有一種情況，就是直流供水系統(tǒng)的管網(wǎng)，為確保不間斷用水戶而設(shè)置的安全供水水塔要求，必須將供水壓力控制在水塔進(jìn)出水的條件下，一般壓力必須大于0.3兆帕，而循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)充水壓力只需0.3兆帕即可，因而，也造成了能源浪費(fèi)。
水資源的日益短缺,已成為全球普遍關(guān)注的重大環(huán)境問題之一。資料顯示,我國人均水資源占有量僅2220m³,遠(yuǎn)低于74300m³的世界人均占有量,并且我國人均水資源占有量在時(shí)間和地區(qū)分布上極不均衡,如濟(jì)南地區(qū)的人均水資源占有量只有221 m³,被定性為資源性極度缺水城市。與此同時(shí), 我國的萬元工業(yè)產(chǎn)值取水量高達(dá)90 m³, 是發(fā)達(dá)國家的3～7倍, 工業(yè)水重復(fù)利用率僅有52%, 工業(yè)用水效率與世界先進(jìn)水平相比差距懸殊。因此, 提高工業(yè)用水效率、創(chuàng)建節(jié)水型企業(yè), 是緩解水資源供需矛盾、保證我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
冶金工業(yè)的用水量和廢水的產(chǎn)生量在工業(yè)企業(yè)中占有較大比例。我國冶金企業(yè)在噸鋼耗新水指標(biāo)和水的循環(huán)率方面與國外同行先進(jìn)水平比還有相當(dāng)大的差距, 存在著巨大的節(jié)水潛力。挖掘這種潛力, 從工業(yè)水節(jié)流、興建污水處理廠、提高中水回用率、采用先進(jìn)節(jié)水工藝設(shè)備等方面入手可以取得非常好的節(jié)水效果。
2.我國水資源儲(chǔ)量現(xiàn)狀
我國水資源總量2.8萬億m³，按自然和地理特點(diǎn)大致分為四類地區(qū)：
第一類地區(qū)包括東北黑龍江、鴨綠江，西南雅魯藏布江、怒江、瀾滄江、紅河以及西北伊犁河、額爾齊斯河等國際界河或出境河流域，簡稱為外流區(qū)。該區(qū)水資源量約為全國水資源總量的28%，人均水資源量為全國平均的3.8倍，水資源利用率最低，為5.5%。
第二類地區(qū)包括長江、珠江及東南沿海諸河等流域，簡稱為南方區(qū)。該區(qū)水資源量占全國水資源總量的一半以上，人均水資源量為全國平均的1.1倍，水資源利用率為16.7%。
第三類地區(qū)包括黃河、淮河、海河及遼河等流域，簡稱為北方區(qū)。該區(qū)水資源總量約為全國水資源總量的31%，人均水資源量約為全國平均的1/4，水資源利用率最高，為63.8%。
第四類地區(qū)主要為內(nèi)陸河地區(qū)，簡稱為內(nèi)陸區(qū)。該區(qū)水資源總量約為全國的9%，人均水資源量為全國平均的1.9倍，水資源利用率為49.2%。
目前我國北方區(qū)和內(nèi)陸區(qū)水資源利用率已分別達(dá)到63.8%和49.2%。從水資源角度，水資源利用率已不宜提高，可供水量應(yīng)基本維持現(xiàn)狀，即分別為1500億m³及500億m³左右。南方區(qū)目前水資源利用率為16.7%，從水資源角度看，還有一定潛力。若按水資源利用率增加到25%-30%計(jì)算，該區(qū)可供水量將達(dá)到4500億-5000億m³以上，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，可以增加1700億-2200億m³以上。外流區(qū)目前水資源利用率為5.5%，從水資源角度看，具有較大潛力，但如向北方區(qū)供水，需要長距離引水，開發(fā)具有一定難度。而北方區(qū)及內(nèi)陸區(qū)遠(yuǎn)景需要增加的供水量，幾乎全部要靠跨流域調(diào)水或長距離引水解決。根據(jù)目前的規(guī)劃和設(shè)想，除從長江調(diào)水約500億m³和東北的北水南調(diào)及西北的引伊、引額約100億m³外，還要考慮從西南諸河調(diào)水約300億m³，才能基本滿足北方區(qū)和內(nèi)陸區(qū)遠(yuǎn)景經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展需要。
3. 我國鋼鐵行業(yè)用水現(xiàn)狀及存在問題
3.1部分企業(yè)為減少投資和成本任使用原直流供水系統(tǒng)
由于我國鋼鐵企業(yè)老企業(yè)比例較大，而老企業(yè)直流系統(tǒng)居多，改造任務(wù)重。一批企業(yè)，特別是在水資源相對豐富地區(qū)的企業(yè)，仍使用原有的簡單處理設(shè)施，使含有污染物的生產(chǎn)廢水經(jīng)過處理與其它廢水匯流后達(dá)標(biāo)排放。不僅造成水資源的浪費(fèi)，而且對環(huán)境造成污染。
3.2供水水質(zhì)不純，補(bǔ)水量增大
部分企業(yè)原設(shè)計(jì)沒有循環(huán)設(shè)施，近幾年來，水資源緊張，環(huán)保要求嚴(yán)，故增建了水循環(huán)設(shè)施。但是將間接冷卻水和直流冷卻水匯入同一處理系統(tǒng)處理，由于間接冷卻水用戶對水質(zhì)要求高，摻混了濁水后，水質(zhì)不能滿足用水要求，故只能使用新水，而濁環(huán)水用戶的用量又小于處理回收水量，只好將多余的水大量外排，既浪費(fèi)水資源，又污染環(huán)境。
3.3循環(huán)設(shè)施不完善，造成補(bǔ)水量大
有的企業(yè)建有循環(huán)水系統(tǒng)和設(shè)施，但是不完善，有的缺污泥處理系統(tǒng)，有的缺冷卻設(shè)施，這樣，污泥直接排放造成污染，同時(shí)排走大量的水；或水溫過高，不能滿足生產(chǎn)對水溫的要求而增補(bǔ)新水。
3.4循環(huán)水系統(tǒng)中沒有水質(zhì)穩(wěn)定措施，造成補(bǔ)水量大，排水量大
現(xiàn)在許多企業(yè)雖有循環(huán)系統(tǒng)及設(shè)施，但其相應(yīng)補(bǔ)充水及循環(huán)水水質(zhì)不受控制，又缺乏有效的水質(zhì)穩(wěn)定措施，使得循環(huán)水使用一段時(shí)間后，懸浮物增多，含鹽量增多，菌藻繁殖等，造成水質(zhì)不能滿足用戶要求，必須增加補(bǔ)水以“降低”循環(huán)水中懸浮物和總含鹽量，從而造成補(bǔ)水量大。有的企業(yè)有水質(zhì)穩(wěn)定措施，如加藥設(shè)施，但加藥系統(tǒng)自動(dòng)化程度不高，多為人工不定時(shí)加藥，不能很好地控制循環(huán)水水質(zhì)，也增大了循環(huán)水系統(tǒng)的排污量，使循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)低，增加了新水消耗量。
3.5生產(chǎn)工藝用水量大
生產(chǎn)工藝用水量大，循環(huán)水量就大，從而造成補(bǔ)水量大，這是企業(yè)存在的共性問題。如高爐沖渣水，目前多采用水沖渣法，1t渣約需10m³水，若采用轉(zhuǎn)鼓渣法粒化裝置的工藝，則1t渣只需1m³水；目前大中型高爐煤氣凈化絕大多數(shù)為“濕法”，這樣就需要大量的洗滌水，同時(shí)這些水又造成新污染。以一座300m³級(jí)高爐為例，煤氣洗滌水一般為300m³/h，此水中懸浮物含量超過2000mg/l，而且尚含有酚等其它污染物，因此，直接外排是不允許的，故目前該類洗滌水均以加藥處理后循環(huán)使用。該處理系統(tǒng)龐大、繁雜，若采用“干法”除塵，則不需要這部分水，從而節(jié)約水資源，杜絕了污染。連鑄二次冷卻方式不同，如采用氣水噴霧方式冷卻，可比傳統(tǒng)的水冷方式節(jié)水約40%，從而也節(jié)約了處理這部分水的投資、占地。再如，近年來在主體生產(chǎn)工藝技術(shù)改造時(shí)，生產(chǎn)單位經(jīng)常由于投資緊張，在循環(huán)水設(shè)施建設(shè)上，能簡則簡，對水處理的重視程度不夠，形成“欠賬”過多，這不僅給生產(chǎn)節(jié)水帶來諸多困難，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
3.6現(xiàn)有供水系統(tǒng)不合理，造成能耗高
由于我國鋼鐵企業(yè)的用水系統(tǒng)大多數(shù)是從直流系統(tǒng)改造為循環(huán)系統(tǒng)、部分循環(huán)系統(tǒng)，為節(jié)省投資未進(jìn)行供排水系統(tǒng)整體優(yōu)化，部分車間改循環(huán)，補(bǔ)水量減少，而原供水泵組及供水管網(wǎng)因用水量減少，管網(wǎng)壓力升高，而且，管網(wǎng)必須滿足最高壓力用戶的要求，壓力一般在0.5兆帕左右，而循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)充水需用壓力一般只0.3兆帕即可，因而造成能源浪費(fèi)。另外還有一種情況，就是直流供水系統(tǒng)的管網(wǎng)，為確保不間斷用水戶而設(shè)置的安全供水水塔要求，必須將供水壓力控制在水塔進(jìn)出水的條件下，一般壓力必須大于0.3兆帕，而循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)充水壓力只需0.3兆帕即可，因而，也造成了能源浪費(fèi)。
