3.3　冶金工業廢水處理回用技術的發展趨勢

我國冶金工業要借鑒發達國家對廢水處理與資源回用技術的成功經驗和途徑，從總體上要與國際上關于清潔生產的管理方法與思維相接軌，實施對冶金工業廢水的減量化、資源化和無害化的全過程管理。即首先要進行廢水的最小量化，使其在生產過程中排出盡可能少的廢水；而后對產生的廢水進行綜合利用、循環回用、串級回用、再生回用，盡可能使其資源化；在此基礎上，對已產生而又無法資源化的廢水，進行無害化最終處理。

但是，按照現代生態化發展觀點，廢水（物）最少量化、資源化與無害化并非最終目標，其最終目標是以循環經濟發展模式實現鋼鐵企業生態化。

3.3.1　冶金工業廢水的最少量化

廢水最少量化，又稱減量化。廢水的最少量化與廢水的處理（處置）是兩個完全不同的概念。后者也包括廢水的減容和減量，但這是在廢水產生之后，再通過物理的、化學的和生物的方法的無害化處理或處置，使其體積和重量的減小。它是一種廢水（物）治理途徑，屬于末端控制污染的范疇。而前者的廢水最小量化是指在生產前過程的排出廢水的量最小，以達到節約資源、減少污染和便于處理（置）為目的。故廢水（物）的最少量化是一種限制廢水的技術途徑，屬于首端預防的范疇。這里所說的首端是指廢水排放前的生產工序過程的各個階段。

廢物最少量化又稱為廢物“減量化”。減量化的要求，是在生產—消費各個不同階段所產生的廢物的數量、體積、種類、有害性質進行全面控制與管理，從源頭做起，實施清潔生產、“最少量化”產生與排放。就國家而言，應當杜絕粗放經營的發展模式，鼓勵和支持清潔生產與工藝，開發和推行先進生產技術與設備，充分、合理地利用原（燃）材料、能源和其他資源。

首端預防與末端控制比較，前者具有明顯的積極性、優越性，是環境保護發展的方向。但是，不能因此降低末端的控制作用，在很多情況下，“最少量化”的作用是有效的，但“最少量化”畢竟不等于零，而且是隨生產工藝、技術操作和原（燃）材料等有關的變數，最終需要進行末端控制，只有兩個結合，才能形成完善的污染控制系統。

廢水最少量化包含兩種含義，既包括冶金生產工藝改革、革新，使之少產生廢物和廢水，達到節約資源與能源，屬于首端預防范疇；也包括生產過程經一定手段后使廢水最大限度減少，屬于末端控制范疇。就后者而言，由于環境保護的內涵不斷擴展，治理技術水平不斷提高，生態學及毒理學的發展，檢控技術不斷完善與進步，導致對水環境和水質的提高，從而對地面水、地下水、天然水體、河湖海洋等水環境保護與水質排放的提高，外排標準日趨嚴格。因此，總的發展趨勢要不斷改革冶金生產工藝，長流程向短流程發展，單級用水向多級用水發展，低質用水向高質用水發展，以實現最大限度的節約用水，減少外排廢水量，即向廢水最少量化發展。在我國水資源十分短缺的情況下，生產用水量的高低與外排廢水量的多少，將是制約企業生存與發展的十分重要因素。

3.3.2　冶金工業廢水的資源化

廢水循環回收利用是廢物最少量化的一條重要途徑。循環回收利用包括廢水（物）回收和再利用。回收主要指原材料回收和副產品回收；再利用主要包括在該工藝中再利用和作為另一種工藝原料。

總體而言，資源利用有兩條基本途徑：一是外延型的利用；二是內涵型的利用。所謂外延型的利用是指自然資源利用數量和規模的擴大。以往至今，人們主要采用外延型的資源開發方式。近一個世紀以來，外延型的資源開發方式對社會和經濟的發展起了很大的促進作用。但是，由于人們盲目地、無節制地對自然資源實行外延型的開發利用，導致了自然資源的過度開發，造成自然資源急劇減少，并使生態環境遭到嚴重污染和破壞。伴隨人們的開發和消費活動，廢物不斷地產生，其數量持續增加。其實“廢”與“不廢”是相對的，廢物是物質資源存在的一種形式，所謂“廢物”，只不過是物質的某種形態或用途發生了變化，在一些方面人們賦予的或特定的使用價值已經消失，但它本身可以利用的屬性并沒有完全消失，當這種可利用的屬性被人們發現并在一定條件下為人們所利用，它就會重新獲得使用價值，就能變“廢”為“寶”。從這個角度來說，廢物是一種寶貴的物質資源，而且，是目前唯一在不斷增長的物質資源。尤其是在當今人類社會面臨全球的人口、資源、能源和環境四大危機的嚴峻形勢下，對廢物的資源化開發利用已受到世界各國的普遍關注。人們對廢物與資源、能源、環境及經濟發展之間關系的認識，隨著社會的發展、工業和科學技術的進步而逐步深化。目前，世界各國都把注意力集中在對廢物進行再資源化的開發利用上，一些國家制定一系列政策法規，鼓勵從廢物回收資源、能源，使其廢物再資源化利用率迅速提高。因而促使人們對資源的利用方式從外延型向內延型轉變。內涵型利用途徑的主要內容包括：a.對資源的多種使用價值由單一利用變為綜合利用；b.對資源由一次利用變為多次利用和循環利用；c.對資源由低效利用變為高效利用；d.變“廢”為“寶”，加強對被消費資源的回收利用。

廢水資源化是冶金工業水處理的目的與要求，合理用水是冶金行業有效用水的重要手段。這里所說廢物資源化主要是指內涵型的利用，其內容是將單一使用變為多種利用；一次利用變為多次利用；低效利用變為高效利用。就冶金廢水而言，冶金企業生產工藝比較復雜，用水部門多，且對水質要求不等，為減少外排廢水量，通常在清污分流的基礎上，按照工序用水要求與用水的水質狀況，設置多種串級循環用水系統，或將處理后的廢水循環再用，達到最大程度的合理用水。在技術經濟條件下，最終實現“零”排放，最大限度地實現廢水資源化，盡可能將某些廢水中有用物質如酸、堿、油、瓦斯泥、塵泥等，回收用于工序中。

3.3.3　冶金工業廢水的無害化^{［24，25］}

所謂無害化是對已產生又無法或目前尚不能回用和綜合利用的廢物與廢水，經過物理、化學或生物方法，進行無害或低危害的安全處理、處置，達到無污染危害的結果。冶金工業廢水種類繁多、成分復雜，特別是焦化廢水，據GC-MS（氣相色譜-質譜）聯用法分析，共約有51種以上有機物全部屬于芳香族化合物和雜環化合物，必須進行無害化處置（理），因此，廢水無害化是冶金工業廢水污染與危害最終要求。

廢水無害化有兩種含義：一是按生產工序用水各異原則，實施串級用水、循環用水、一水多用、分級使用，以實現廢水減量化、資源化與無害化的有效結合；二是采用各種有效處理技術實現無害化處理。

3.3.4　循環經濟發展模式與廢水生態化^{［24，25］}

所謂循環經濟本質上是一種生態經濟，是將生態平衡理論與經濟學相結合，按照“減量化、再利用、再循環”原則，運用系統工程原理與方法論，實現經濟發展過程中物質和能量循環利用的一種新型經濟組織形式。簡言之，它是物質閉環流動型的簡稱。它以環境友好的方式，利用自然資源和環境容量來發展經濟、保護環境。通過提高資源利用效率，環境效益和發展質量，實現經濟活動的生態化，達到社會效益、經濟效益與環境效益的共贏。

因此，循環經濟倡導的是一種全球資源和自然環境相協調、互為依存的社會發展模式，也是建立在物質不斷被循環利用基礎上的經濟發展模式。它要求按照自然生態系統的模式，把經濟活動組織成一個“資源—產品—再生資源”的物質反復循環流動的過程，使整個經濟系統以及生產和消費過程基本上不產生或很少產生廢棄物（或稱廢物最少量化）。其特征是自然資源的低投入、高利用和廢棄物低排放，形成資源節約型、環境友好型的經濟與社會的和諧發展，從根本上消除長期存在的環境與發展之間尖銳對立的局面。

生態工業學是可持續發展的科學，它要求人們盡可能優化物質—能源的整個循環系統，從原料制成的材料、零部件、產品，直到最后的廢棄，各個環節都要盡可能優化。對冶金工業系統而言，其生態化的核心就是物質和能源的循環，整個系統密閉循環，不向外排放廢棄物。為了從根本上解決冶金工業廢水對水環境的污染與生態破壞，必須把整套循環用水技術引入生產工藝全過程，使廢水和污染物都實現循環利用。眾所周知，大自然生物圈循環是無廢料的生產過程，只要自然生態系統正常運轉，所有輸入系統的物質與能量都在循環中運動轉化，并且所有物質又都在循環運動中被利用，它還有自動調節的機能，可稱其為真正的最優化過程。冶金企業把生產過程中排出的廢水及其污染物作為資源加以回收，并實現循環利用，其實質是模擬自然生態的無廢料生產過程。盡量采用無廢工藝和無廢技術是為了使這個系統不超過負荷，能正常良好運轉，而工藝的自動化在一定的程度上可以起到系統的調控機能。

最優化循環經濟過程稱之為冶金工業水生態園，它是節約水資源，保護水環境最有效的舉措。因此，最少量化、資源化、無害化、生態化用水技術必將成為控制冶金工業水污染的最佳選擇，并將越來越受到人們的重視，是我國乃至世界冶金工業水污染的綜合防治技術今后發展的必然趨勢。

按照冶金工業生態化和綠色冶金工業的要求，21世紀冶金企業除具有生產優質特種冶金材料產品外，還將具有能源轉換功能和社會大宗廢棄物處理與消除危害的環境效益功能。

因此，冶金工業生態化的目標，應是資源、能源利用的節約化與合理化，廢棄物產生的少量化、資源化和無害化，最終形成社會工業生態鏈的一環。