對于短流程生產工藝的鋼鐵企業(yè)，工業(yè)污水排放量和回用水量之間不平衡的矛盾比較突出。首先是回用水用戶少，回用水需求量也少；而工業(yè)污水經(jīng)過常規(guī)處理制成的回用水含鹽量高，無法用于循環(huán)水系統(tǒng)做補充水，回用水無法有效地消耗；另外，在制取脫鹽水、軟化水及純水過程中將產生含鹽量更高的反滲透濃水。

5.解決短流程生產工藝水量平衡問題的探討

解決工業(yè)污水量與回用水量之間不平衡的方法有兩種：一是增加回用水用戶，二是降低工業(yè)污水量。增加新的回用水用戶受到鋼鐵企業(yè)主生產工藝的嚴格限制，較為難以實施，因此如何有效地控制工業(yè)污水的排水量是研究的主要內容。而要控制工業(yè)污水量，就要從源頭抓起，從工業(yè)新水和循環(huán)水系統(tǒng)（敞開式凈循環(huán)水系統(tǒng)和濁循環(huán)水系統(tǒng)）本身入手加以研究。筆者將結合某鋼鐵企業(yè)的工程實例加以分析。如何提高短流程生產工藝污水回用率是急須解決的問題。

5.1某鋼鐵公司全廠給排水現(xiàn)狀及面臨的問題

某鋼鐵公司已有工業(yè)新水處理站、污水處理站。全廠工業(yè)用新水取自運河地表水，經(jīng)工業(yè)新水處理站處理后，供公司工業(yè)水總管網(wǎng)，作各工藝單元（燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼、制氧等）的工業(yè)凈循環(huán)水系統(tǒng)補充水用。全公司污水集中回流至污水處理站，經(jīng)處理后供各工藝單元（主要是燒結的一次和二次混合用水以及煉鋼熱潑渣用水）及消防水系統(tǒng)等，多余的處理后的污水排放至運河。

根據(jù)集團及公司的總體規(guī)劃，公司將新建產品結構調整和配套工程，工程建設完成后，將提出新的工業(yè)新水、回用水、純水用水以及工業(yè)污水排水的要求。原有的工業(yè)新水處理站、污水處理站已經(jīng)滿負荷運轉，必須建設新的水處理站。同時，根據(jù)《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準》和環(huán)保部門的相關要求，應實現(xiàn)總排放口的零排放。

為實現(xiàn)總排放口零排放，本工程擬將新建工程所產生的工業(yè)污水制成純水供生產使用。多余的工業(yè)污水采取常規(guī)處理后和在制取純水過程中產生的濃鹽水一起作為回用水使用。但經(jīng)過全廠水量平衡計算，排放的工業(yè)污水全部處理回收是完全可行的。但是由于原先已建的廠區(qū)工業(yè)污水量大于回用量，新建工程為短流程生產工藝，沒有燒結的混合用水和煉鋼熱潑渣等直流用戶（該部分用水與物料直接接觸，大部分被蒸發(fā)），進一步加大了工業(yè)污水與回用水量之間的差值。即便已經(jīng)將部分工業(yè)污水用于純水的制取，但工業(yè)污水量仍遠大于回用水量，無法實現(xiàn)總排放口零排放。如果將剩余工業(yè)污水全部脫鹽制后供生產使用，成本太高。

5.2 敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)及其補充水分析

5.2.1 凈循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

凈循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水一般采用廠區(qū)工業(yè)新水。

在進行凈循環(huán)水補充水的計算前，先設定如下參數(shù)：凈循環(huán)冷卻水含鹽量為B，凈循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)值設定為N1；凈循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水用廠區(qū)工業(yè)新水，工業(yè)新水含鹽量設定為C。N1=B/C。[2][3]

凈循環(huán)冷卻水含鹽量B應符合所需冷卻的工藝設備的最低限度要求，即可認為B是恒定值。在這種條件下，如果工業(yè)新水的含鹽量越低（水質好），則相應的濃縮倍數(shù)也越大，扣除蒸發(fā)因素外所需補充的水量也就越少，其強制排污的水量也越少，所需的補充工業(yè)新水量也越少。

某鋼鐵公司新建項目工業(yè)凈循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)與工業(yè)新水含鹽量降低率的關系曲線，工業(yè)凈循環(huán)水含鹽量為設定值（Cl-為180 mg/L）。

可以看出，隨著工業(yè)新水含鹽量降低率的升高，濃縮倍數(shù)的趨勢也在變大，而且變大的幅度更大。

5.2.2 濁循環(huán)冷卻水補充水的分析

濁循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補充水通常采用敞開式凈循環(huán)冷卻水的強制排污水，在凈循環(huán)強制排污水量無法滿足需求的情況下，采用工業(yè)新水作為補充水源。

在進行濁循環(huán)水補充水的計算前，先設定如下參數(shù)：以經(jīng)處理后的濁循環(huán)水含鹽量A為濁循環(huán)濃縮倍數(shù)計算的參照量，濁循環(huán)濃縮倍數(shù)值設定為N2；相關凈循環(huán)冷卻水含鹽量設定為B，凈循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)值設定為N1；凈循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水采用廠區(qū)工業(yè)新水，工業(yè)新水含鹽量設定為C。

N1=B/C，N2=A/B→N2= A/（C·N1）

由上面的計算可以得出以下推論：

①如果C越低，則N2也越高，說明當凈循環(huán)排污水量已經(jīng)無法滿足濁循環(huán)補水需求，采用工業(yè)新水作為濁循環(huán)水系統(tǒng)的補水時，降低工業(yè)新水的含鹽量，也可以提高濁循環(huán)水濃縮倍數(shù)，減少強制排污水量，從而降低補充水量；

②通常情況下A＞C，理論計算上來說，當A/C＜N1，則N2<1，當A/C＞N1，則N2＞1，但當N2<1時，濃縮倍數(shù)沒有意義；一般敞開式凈循環(huán)水濃縮倍數(shù)N1=4~5，也就是說只有在濁循環(huán)水含鹽量A是工業(yè)新水含鹽量C的4~5倍以上時，濁循環(huán)水濃縮倍數(shù)才可能＞1，濁循環(huán)說濃縮倍數(shù)才有意義；反之，當濁循環(huán)水的含鹽量不是工業(yè)新水含鹽量的4~5倍以上時，不應使用凈循環(huán)強制排污水作為濁循環(huán)水系統(tǒng)的補充水，而應考慮采用水質更加好的工業(yè)新水。

5.2.3 補充水水質對于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的影響

從上述理論分析的結果來看，可以得出以下初步結論：

工業(yè)新水作為循環(huán)水系統(tǒng)的補充水，含鹽量的降低確實可以有效的減少循環(huán)水系統(tǒng)強制排污水量，從而控制整個鋼廠工業(yè)水系統(tǒng)的排污量和補水量，采用水質較好的工業(yè)新水，對節(jié)能減排有利。

某鋼鐵公司項目在新建的工業(yè)新水處理中加入不同純水量后所得的全廠總的工業(yè)新水量、工業(yè)污水量、純水量及回用水量的曲線圖（按年平均量）。

可以看出，改善工業(yè)新水水質后，工業(yè)新水總用水量下降，工業(yè)污水與回用水水量之間的差距也逐步變小。提高工業(yè)新水水質對于促進工業(yè)水系統(tǒng)的節(jié)能減排確實有效。但從數(shù)據(jù)的比較分析來看，采取提高工業(yè)新水水質的措施，其負面影響就是純水用量變大、工業(yè)污水排放量變大，回用水量也變大。另外，添加入原工業(yè)新水的脫鹽水、軟化水或純水占原工業(yè)新水比例不能超過30%時。當超過這個比例時，會造成純水用量過大，導致在制取純水過程中所排濃鹽水量大幅度上升，濃鹽水排放量在工業(yè)污水總量中的比例上升，而這部分濃鹽水回用只能直流潑渣或是澆灑地坪；同時造成了對回用水的需求量也變大，而這部分需求量的增大無法通過濃鹽水排放回用量的增大加以解決。

6 短流程生產工藝鋼鐵企業(yè)工業(yè)污水回用方式

由以上分析可知，在工業(yè)新水中加入純水降低工業(yè)新水含鹽量，可以起到減少工業(yè)污水排放量的作用。

因此，在短流程生產工藝的鋼鐵企業(yè)，將工業(yè)污水制成脫鹽水、軟化水或純水除供煉鋼、連鑄等單元關鍵設備的間接冷卻密閉式循環(huán)水系統(tǒng)以及鍋爐、蓄熱器等的補充用水外，另外制取一部分脫鹽水、軟化水或純水直接補入工業(yè)新水系統(tǒng)。

7 小結

針對不同的鋼鐵企業(yè)生產工藝（長流程和短流程），采用不同的工業(yè)污水的回用方式，對于提高工業(yè)污水的回用率有著積極的意義。在詳細實施時，應根據(jù)工程實際情況進行詳細的理論計算和分析。

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