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鋼鐵生產(chǎn)用水“最小化”相關(guān)技術(shù)

項(xiàng)目來(lái)源及背景工業(yè)的高速發(fā)展帶來(lái)了物質(zhì)上的富足、人們生活水平的提高，但同時(shí)也對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生了強(qiáng)烈的擾動(dòng)，生態(tài)指標(biāo)惡化，對(duì)人類生存與健康構(gòu)成威脅。其中水資源短缺形勢(shì)更加嚴(yán)峻，世界上已有43個(gè)國(guó)家和地區(qū)缺水(占總面積的60％)，約20億人用水緊張，10億人飲用超標(biāo)水。水體污染明顯加重，水資源短缺形勢(shì)嚴(yán)峻，生態(tài)指標(biāo)逐漸惡化。在20世紀(jì)世界人口增加了近3倍，淡水消耗量增加了6倍，其中工業(yè)用水增加了26倍，而水資源總量基本保持不變，結(jié)果使得人均占有水量急劇下降， 20世紀(jì)末人均占有水量減至20世紀(jì)初的1/18。正如聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署前署長(zhǎng)穆斯塔法·拉爾巴所說(shuō)的那樣，水資源短缺將成為21世紀(jì)最關(guān)鍵的問(wèn)題。鋼鐵工業(yè)屬高耗水，高污染的行業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2004年取水量約為34億m3，2006年外排廢水占全國(guó)工業(yè)廢水的10%。如不采用更加有效的措施，將制約鋼產(chǎn)量的進(jìn)一步擴(kuò)大（而2006年鋼產(chǎn)量突破4億噸），制約鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。鋼鐵工業(yè)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須從戰(zhàn)略高度出發(fā)，節(jié)約用水，提高水資源利用效率。以往，我國(guó)工業(yè)發(fā)展沿襲了發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展模式，盡管經(jīng)濟(jì)取得了很大的進(jìn)步，但是“高投入、高消耗、高污染”的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式卻導(dǎo)致了環(huán)境質(zhì)量的惡化，其中水環(huán)境的惡化尤為明顯。我國(guó)的水環(huán)境當(dāng)前存在的主要問(wèn)題有三個(gè)：一是水資源短缺；二是水污染；三是用水的極大浪費(fèi)。多年來(lái)，鋼鐵工業(yè)都是從末端治理的角度來(lái)處理廢水，即污水處理達(dá)標(biāo)后排放，甚至到目前仍有很多企業(yè)只看經(jīng)濟(jì)效益，未達(dá)標(biāo)即排放，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了不可挽回的影響。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，鋼鐵企業(yè)的大干快上，鋼鐵工業(yè)的廢水排放量還要增加，水資源短缺和水質(zhì)惡化已成為制約鋼鐵工業(yè)發(fā)展、破壞生態(tài)環(huán)境、影響人們生活和身體健康的突出問(wèn)題。在現(xiàn)有水資源嚴(yán)重短缺的形勢(shì)下，如果我們既想保持鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展，又想節(jié)約水資源，把生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響降低到最低限度，那我們只有在同樣多的，甚至更少的水資源的基礎(chǔ)上獲得更多的產(chǎn)品和服務(wù)。因此，鋼鐵工業(yè)必須從戰(zhàn)略高度出發(fā)，開(kāi)發(fā)潛力，節(jié)約用水。我國(guó)本屬資源性缺水國(guó)家，長(zhǎng)期的重效益、輕環(huán)保使得隨經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶來(lái)的后患越來(lái)越凸現(xiàn)出來(lái)，為此，《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出了“十一五”期間：?jiǎn)挝粐?guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%左右；主要污染物排放總量減少10%的約束性指標(biāo)。《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》（2006-2020年）：第二重點(diǎn)領(lǐng)域“水和礦產(chǎn)資源”中的第七優(yōu)先主題綜合節(jié)水提出了“重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)工業(yè)用水循環(huán)利用技術(shù)和節(jié)水型生產(chǎn)工藝”；第五重點(diǎn)領(lǐng)域“制造業(yè)”提出的發(fā)展思路是積極發(fā)展綠色制造，形成高效、節(jié)能、環(huán)保和可循環(huán)的新型制造工藝。本項(xiàng)目以工業(yè)生態(tài)學(xué)理論為依據(jù)，提出“鋼鐵工業(yè)用水生態(tài)化治理”這一概念，指出鋼鐵工業(yè)用水生態(tài)化治理就是遵從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的3R原則，在企業(yè)（分廠）內(nèi)部、企業(yè)（分廠）之間及社會(huì)三個(gè)層面進(jìn)行研究，將源頭減量化、過(guò)程再循環(huán)及末端治理再利用結(jié)合起來(lái)，以整體性原理為指導(dǎo)，在生態(tài)系統(tǒng)水平上進(jìn)行污水的治理與回用，實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)水資源利用的“最大化”、污染物排放的“最小化”。這是實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)生態(tài)化轉(zhuǎn)向的必然選擇，也是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必經(jīng)之路。項(xiàng)目基本工藝、技術(shù)特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo) （1）項(xiàng)目基本工藝及關(guān)鍵技術(shù) 在現(xiàn)有條件下，根據(jù)可靠性原則，開(kāi)發(fā)使用綠色環(huán)保型水處理藥劑。高效、綠色的阻垢、緩蝕劑低毒、高效復(fù)合絮凝劑采用絮凝——生物濾料吸附技術(shù)，以廢治廢，高效除油，回收油品。應(yīng)用水夾點(diǎn)技術(shù)，輔以高效、綠色水處理技術(shù)，合理串接，最大限度地利用二次水資源，實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)用水的“生態(tài)化”治理。（2）技術(shù)特點(diǎn) 引入生態(tài)化治理新思路，對(duì)鋼鐵工業(yè)用水實(shí)行從搖籃到墳?zāi)拐麄€(gè)生命周期的控制；高效、綠色阻垢緩蝕技術(shù)處理循環(huán)冷卻水，在提高濃縮倍數(shù)，降低新水消耗的同時(shí)，最大限度地避免傳統(tǒng)技術(shù)所帶來(lái)的二次污染問(wèn)題；高效絮凝配合高效阻垢緩蝕技術(shù)處理鋼鐵工業(yè)濁環(huán)水，實(shí)現(xiàn)100%回用；應(yīng)用高效絮凝——生物吸附過(guò)濾技術(shù)處理并回用鋼鐵行業(yè)中的含油廢水，改善處理效果實(shí)現(xiàn)無(wú)廢水排放，同時(shí)回收油品，一舉多得；將水夾點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)水處理與回用過(guò)程中，采用循環(huán)鏈接技術(shù)，逐級(jí)合理串接回用二次水源以達(dá)到鋼鐵工業(yè)用水的“生態(tài)化”治理。（3）技術(shù)指標(biāo) 確定合理濃縮倍數(shù)值為3.0～4.0，對(duì)于易實(shí)現(xiàn)廢水合理串接與回用系統(tǒng)按下限控制；工業(yè)水重復(fù)利用率≥98%；噸鋼新水耗量減少10%～30%；廢水外派量減少10%～30%；廢水處理率100%；廢水處理廢水達(dá)標(biāo)率100%；廢水外排廢水達(dá)標(biāo)率100%。

北京科技大學(xué) 2021-04-13

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