节水技术在邯钢的开发与应用

黄博 韩向红 陈建昌

摘要：钢铁企业是耗水和排水大户，吨钢耗新水作为钢铁企业重要能耗指标，直接反映了企业的能耗状况。近年来，河钢集团邯钢公司通过节水技术开发、提高中水回用量、加强用水管理和控制排污等方面的努力，吨钢耗新水指标持续偏低，收获了较好的经济效益、环保效益和社会效益。本文主要分析了节水技术在邯钢的开发与应用，以供参考。

关键词：钢铁企业;节水技术;中水回用;应用

Abstract： Iron and steel enterprises are large consumers of water and drainage. As an important energy consumption index of iron and steel enterprises， new water consumption per ton of steel  directly reflects the energy consumption of the enterprise. In recent years， through the efforts of water-saving technology development， improving reclaimed water reuse， strengthening water management and controlling sewage， HBISGroupHansteelCompany has continuously low new water consumption index per ton of steel， and achieved good economic， environmental and social benefits. This paper analyzes and studies the development and application of water-saving technology in Hansteel for reference.

Key Words： Iron and steel enterprises; Water saving technology; Reclaimed water reuse; Application

河钢集团邯钢公司建设于1958年，企业历经60多年的跨越式发展，现已成为国有特大型钢铁联合企业。近年来，随着公司规模和产量不断提升，新水用量也不断提高。当前环保形势日益严峻，而河钢邯钢执行的是所在地邯郸市新的限排标准，也是河北省最严格的执行标准。因此节约用水、减少外排、降低成本成了河钢邯钢发展的重中之重。2020年河钢集团邯钢公司在现有的状况下从合理分配用水、废水资源化、提高水的循环利用率、进行节水技术开发等方面入手，吨钢耗新水完成1.48m3，达到了同行业先进水平。河钢邯钢能源中心承担着公司老区生产供水及污水回收的重任，随着公司逐渐淘汰工艺落后、能耗高、污染较重的技术及装备，在最大程度上实现了污水回收利用，整体提高了水的循环利用率，进而降低了吨钢耗新水，不仅解决了制约生产的瓶颈，又降低了工业生产废水的排放量，同时创造了良好的经济效益和社会效益，有利于国家，有利于社会。

1 节水方面取得的主要成效

邯钢老区水系统包括新（河）水系统、软水系统、循环水系统、污水及中水系统系统。从目前邯钢老区现状出发，重点在于提高水系统的浓缩倍率，提高中水循环利用率，减少各用水单位的外排水量，污水资源最大化等方面。通过先期收集数据、分析试验，然后采用新技术、加强管理、优化工艺等措施，在源头、中间过程及后续跟进等各个环节作出调整优化，最终不断提高水资源重复利用率，实现工业废水“近零排放”。近年来，公司加大节水技术开发力度，不断完善和改进水系统装备和工艺技术，在全公司实施了一大批节水减排、科技进步项目。作为牵头单位，能源中心重点做了以下几方面的工作。

1.1 改善厂区水源水质

（1）提高河水水质。邯钢河水原使用的是滏阳河水。在引进南水北调水后，经水质测量和分析比对，发现其水质优于滏阳河水。故将其同滏阳河水共同作为邯钢新水水源，新水水质明显得到改善，氯根由150mg/l减少至64mg/l，电导率由1200μ/s降低至664μ/s，系统含盐量和氯根等各项指标得以减少，提高了整个水系统的浓缩倍率，减少了厂区外排水量。（2）提高中水水质。邯钢东区两座污水处理厂每天产能共计17.2万t，收集厂区生产、生活污水经处理后送用户使用。根据一、二污水处理厂自身工艺特点及下游用户用水需求，进行分级、分质收集污水，软水站脱盐废水全部改为由一污水回收处理，强化污水处理厂设备及运行管理，提升污水厂出水水质[1]。

1.2 水系统过程用水监督

（1）对厂区各个用水环节、过程进行监督、把控，对各用水单位进行分级分质供水，优质优用，合理分配各水种水量，实现水资源最大化。（2）对循环水系统进行技术攻关，通过优化运行方式，小改小革，控制河水、中水、脱盐水等补水的水量配比，根据水质指标情况，严格把控补水量和排放量，降低水耗。各循环水泵站严格采用高效降温设备降低循环水水温，同时对冷却设备、设施及时进行消缺恢复，避免降温能力不足，杜绝夏季高温天气依靠大量置换水进行降温的作法。（3）加强下水道的日常监督、排查及治理工作，对生产厂排放点进行梳理排查和分类，提前制定应急预案和保障措施，减少污水厂因接收厂区异常排水造成事故检修或影响出水水质，提高中水系统长周期安全稳定生产。（4）在制订大型能源介质停、送方案时，把消耗水量降到最低作为重点因素来考虑，在保证设备及人员安全的前提下做到不浪费一滴水。同时强化基础管理，杜绝厂区内各类跑冒滴漏的现象。提高全员的节水、環保意识。（5）合理调整水源提升泵站、河水加压泵站、冷轧水加压泵站、厂区河水环管供水泵组生产运行方式，确保河水大管网稳定运行[2]。

1.3 开发中水新用户

通过管网改造和运行方式调整，能运中心七软水新站由中水全部替代河水作为水源，降低河水提取量500t/h，进一步提高了中水回用量，邯钢东区中水回用率实现97.1%，外排水量控制在300t/h以下，做到了目前最大程度的减少外排，实现节能环保、绿色发展。

1.4 技术升级改造，节约用水

（1）软水站膜法技术优化改造。三软水站原三套超滤系统运行周期短、设备老化严重，且压力不稳定，经常出现大量跑水泄漏，回收率低。七软水站原六套超滤系统在运行过程中，由于各个膜壳之间压力不稳定、压力变化大等问题，膜壳接口及管道接口经常爆开，大量泄漏。经分析两座软水站超滤系统均在设计运行缺陷，通过技术攻关，对三软水站超滤系统进行换型改造，全部更换为外压管束式超滤，并优化运行方式和控制程序，提高了设备保障能力。通过对七软水新站两套超滤装置进行了更换，并通过技术优化，将恒压运行改造为恒流运行，实现了水量、水压稳定。改造后软水系统回收率由55%提高至65%。

（2）循环水站工艺优化，设备升级。对5座循环水泵站每个系统运行数据、水质指标进行比对分析，对工艺设备进行优化升级。其中十九水站开路系统增加软水补水水源、六水站闭路系统补水增加二软水站脱盐水水源，以改善各自系统水质。十六水站加装Y型管道过滤器，避免填料等杂物进行循环水中。改造后通过检修手孔，在不影响运行的情况下定期对过滤器内部阻塞物进行清理，保证了系统水质，减少了检修次数，不再需要频繁置换改善水质，降低了水耗。同时也间接提高了用户的发电效率[3]。

1.5 反渗透浓水实行高效回收利用

通过对七软水新站多介质反洗水管道进行简单改造，在一级反渗透浓水管道上加装三通和阀门，并将反渗透浓水外送管（DN150）连接到多介质1#反洗泵。多介质过滤器在两次反洗中均使用一级浓水，反洗结束后使用中水进行正洗1次。这样便可将七软水新站一级反渗透浓水回收作为其12台多介质反洗用水，在不影响多介质过滤器反洗效果的同时，实现了浓水的高效回收利用，降低了中水水耗。按目前运行情况，12台多介质过滤器每天平均需最少反洗两台，每台多介质过滤器反洗需消耗15～20t水，每月可最少节省中水约10950t。

2 邯钢的节水实践

（1）熟练掌握并完善以中水为水源的脱盐水制水工艺，使脱盐水站能够全部使中水作为水源来制备脱盐水。采用双膜法、反渗透技术，利用厂区工业废水回收处理制备中水来生产预脱盐水、脱盐水和精脱盐水来替代河水。做好超滤及反渗透双膜法处理工艺技术开发及设备运行管理。通过应用一种“反渗透无动力浓水高效回收装置”专利，提高了反渗透设备的单套回收率和脱盐率，提高了二级反渗透系统的使用周期，延长了化学清洗周期，从而提高了反渗透系统的整体回收率，降低了系统水耗比，减少了高盐废水排放量。

（2）强化厂区综合管网的点巡检，杜绝各类“跑、冒、滴、漏”的现象发生，对老化的水管网有计划、有方案进行及时更换或加固，杜绝爆管事故的发生;加强用水申请、审批制度的管理，严厉杜绝偷水案件。加强对各水站吸水井补水监督、控制、检查，杜绝过剩补水、溢流的现象，使浪费用水现象大幅减少[4]。

（3）为提高循环水的利用率，各循环水泵站严格采用高效降温设备降低循环水水温，同时实行水温上限控制，在满足各生产用户要求的前提下，根据各用户的特点，减少河水补水。

（4）应用一种“具有消雾节水功能的闭式冷却塔”专利技术，用于达到消雾节水的目的。风机安装在塔体的顶端，风机下方安装空冷管束，空冷管束的下方有收水器，喷淋装置安装在收水器的下方，蒸发冷管束位于喷淋装置的下方，蒸发冷管束下方安装有填料，水箱安装在填料的下方的塔体底部，上部百叶窗安装在空冷管束相对的塔体两侧壁上，下部百叶窗安装在填料与水箱之间的塔体圆周壁上。当高温介质在进入蒸发冷管束前，先通过空冷管束预冷，预冷后的介质在进入蒸发冷管束中进行换热，喷淋装置的喷淋水对蒸发冷管束进行喷淋换热，換热后的升温喷淋水与下部百叶窗进入的冷风接触换热，降低喷淋水的水温，之后喷淋水落入水箱，完成换热循环。在运行过程中没有水分的蒸发，且换热后的空气为高温干空气，排入环境在也不会产生羽雾，在满足降温效果的同时，能够达到节水、节能的效果，并且具有消除水雾的功能[5，6]。

通过采用新工艺、新技术，加强宏观管控，优化生产节奏等措施，水的重复利用率不断提高，推进工业废水“近零排放”。工业水重复利用率达到97.1%，近年来，吨钢耗新水完成情况：2017年为1.91m3、2018年为1.37m3、2019年为1.39m3、2020年为1.48m3，均在2.0m3以下，实现了新的突破;名列同行业的先进水平，走出了一条具有邯钢特色的节水减排之路，具有很强的参照及推广性。

3 结语

2020年河钢集团邯钢公司吨钢耗新水完成1.48m3，实现了1.5 m3以下的目标，达到了同行业的先进水平。河钢邯钢也荣获“2020年度河北省节水型企业”，是河北省首批荣获此荣誉的钢铁企业。对钢铁冶金企业在降低水耗方面提出以下建议仅供参考：（1）在节水技术和装备上狠下功夫。要坚决淘汰能耗高的落后工艺、设备，开发节水技术，开展节水攻关，使用水耗较低的工艺技术和生产设备;（2）最大限度的实现废水资源化。通过建设污水处理厂，利用污水回收再利用各种技术手段，将企业生产废水及生活污水进行有效处理，再循环使用;（3）强化水质达标方案，完善水质稳定措施。通过投加水质稳定药剂及改善补水水质等手段，先努力提高各小循环水系统的浓缩倍数，从而使厂区大循环水系统的浓缩倍数得以提高。

参考文献

[1] 程永生.油田电厂节水减排技术改造路线分析[J].黑龙江电力，2020，42（6）：543-550.

[2]梁多奇，任颖.循环水系统优化及节水减排技术研究与建议[J].中国氯碱，2017（10）：43-45.

[3]姚凤凤.钢铁企业节水综合技术及应用实践[J].现代冶金，2017，45（3）：58-60.

[4]王浩英，王小红，张成藩.炼化企业节水减排技术措施的应用[J].给水排水，2016，52（8）：67-69.

[5]周付江.热电厂除盐水装置的节水降耗技术应用[J].中国给水排水，2019，35（8）：120-122.

[6]韩志远.基于多水源补水循环水系统节水减排研究与应用[J].给水排水，2019，55（3）：78-82.