1.3　鋼鐵工業(yè)廢水減排回用與差距

1.3.1　廢水回用與污染物減排

中國鋼鐵工業(yè)的環(huán)境保護(hù)從20世紀(jì)70年代中期開始，經(jīng)歷了40多年的發(fā)展歷程，已發(fā)生了巨大的變化，污染物排放量不斷減少，這是保證中國鋼鐵工業(yè)持續(xù)發(fā)展的前提和條件。特別是寶鋼環(huán)保技術(shù)的引進(jìn)與創(chuàng)新，為我國鋼鐵工業(yè)環(huán)境保護(hù)樹立了榜樣。就寶鋼和新首鋼而言，鋼鐵工業(yè)環(huán)境保護(hù)已達(dá)到了世界先進(jìn)水平。但是，就鋼鐵工業(yè)全行業(yè)而言，由于地區(qū)差異、水平高低、技術(shù)優(yōu)劣、經(jīng)濟(jì)強(qiáng)弱以及其他種種原因，與國外發(fā)達(dá)國家先進(jìn)水平相比，存在著不同程度的差距。所以，目前鋼鐵行業(yè)仍是我國工業(yè)用水和污染的大戶，節(jié)水減排仍是當(dāng)今極其重要的任務(wù)。

（1）廢水減排與處理狀況

近10多年來，我國鋼鐵工業(yè)外排廢水量、廢水處理率與外排廢水達(dá)標(biāo)率如圖1-5～圖1-7所示。

由圖1-5～圖1-7表明：10多年來，中國鋼鐵工業(yè)外排廢水量逐年減少，從200804.81萬噸/年下降到56014.21萬噸/年，下降率為72.10%，廢水處理率和外排廢水達(dá)標(biāo)率均逐年上升。

（2）廢水排污與削減狀況

近10多年來，鋼鐵工業(yè)廢水主要污染物如COD、SS、石油類、氨氮、酚、氰化物（以氰根計(jì)）等的排放情況見表1-2。

從表1-2可以看出，從2000年到2012年，我國鋼產(chǎn)量由1.17億噸增加到4.68億噸，增加4.0倍，但廢水中排放的污染物不增反減，其中以酚、SS（懸浮物）和氰化物的減排量最多。COD、SS、石油類、酚和氰化物的減排率分別為80.00%、93.94%、90.58%、95.02%和93.53%，氨氮先增后減，近幾年來下降較大，說明由于鋼產(chǎn)量增速過快，焦化廢水處理脫氮設(shè)施未能即時(shí)同步配套，而在近幾年強(qiáng)化了其凈化要求，故產(chǎn)生先增高后下降情況。

（3）各生產(chǎn)廠排污狀況

①廢水中主要污染物的廠間分布與噸產(chǎn)品分布狀況　根據(jù)工序排污專題調(diào)研統(tǒng)計(jì)，鋼鐵工業(yè)各生產(chǎn)廠廢水中主要污染物如COD、SS、石油類、氨氮、酚、氰化物（以氰根計(jì)），在生產(chǎn)廠中的分布情況見表1-3。

由表1-3可知，中國鋼鐵工業(yè)排放COD量按大小排放依次序?yàn)榻够掕F、軋鋼、煉鋼和燒結(jié)；對懸浮物而言，只有燒結(jié)廠排放量較小，其他廠排放量較相近；各廠排放石油類污染物以軋鋼廠最多，其次為焦化廠、煉鋼廠和煉鐵廠，而燒結(jié)廠產(chǎn)生量最少；氨氮主要來源于焦化廠。焦化廠是廢水中氰化物的主要來源，其次是煉鐵廠，燒結(jié)廠排放的氰化物最少。廢水中COD、氨氮、酚、氰等有毒物均以焦化廠最為明顯，說明焦化廠是鋼鐵企業(yè)最嚴(yán)重污染的工廠。

按各生產(chǎn)廠噸產(chǎn)品分析，中國鋼鐵工業(yè)廢水主要污染物如COD、懸浮物、石油類、氨氮、酚、氰化物（以氰根計(jì)）的排放情況見表1-4。

由表1-4可知，各廠噸產(chǎn)品排放的COD、懸浮物、石油類、氨氮、氰化物量以焦化廠最多，燒結(jié)廠最小；石油類排放量比較大的還有軋鋼廠；懸浮物和COD的排放情況，除焦化廠外，煉鐵、煉鋼和軋鋼廠的排放量都比較大；氰化物和氨氮的排放除焦化廠外，其他各廠的排放量都不大。

②各廠COD排放情況　COD（化學(xué)需氧量）的排放大小，排放廢水中受有機(jī)污染物的污染程度與狀況，是一項(xiàng)重要指標(biāo)。

根據(jù)《中國鋼鐵工業(yè)環(huán)境保護(hù)統(tǒng)計(jì)》有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國鋼鐵企業(yè)2006～2008年各廠COD排放情況詳見表1-5。

由表1-5可知，2006～2008年我國鋼鐵企業(yè)按生產(chǎn)廠排放的COD量的大小排序均為焦化、煉鐵、軋鋼、煉鋼和燒結(jié)，分別占總量的37.68%、34.07%、36.65%、26.62%、28.27%；27.42%、15.84%、16.81%、15.58%、12.20%；13.33%、12.97%、3.40%、3.67%、3.26%。表1-7的計(jì)分析結(jié)果表明，鋼鐵企業(yè)每年各廠COD排放量雖有不同，但各廠COD排放量的大小順序是相同的。這說明：a.鋼鐵企業(yè)各廠所排放的COD和主要污染物是有規(guī)律的，以COD表示和體現(xiàn)各廠排放污染物狀況與規(guī)律是可行的，是符合實(shí)際的；b.COD減排與污染物減排是相互關(guān)聯(lián)的，是成線性的；c.表明我國鋼鐵企業(yè)各廠COD和主要污染物逐年排放情況是符合客觀規(guī)律并與實(shí)際排放情況相一致的。因此，鋼鐵企業(yè)廢水的污染物減排采用COD減排指標(biāo)來表述是可行的。

（4）生產(chǎn)用水減排狀況

“十一五”期間，鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)水平取得較大進(jìn)步。經(jīng)過多年的努力，通過建立鋼鐵清潔生產(chǎn)試點(diǎn)企業(yè)等方式，清潔生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)理念已取得共識并取得顯著效果。在此期間，我國大中型企業(yè)制訂了清潔生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，除了原來試點(diǎn)外，首鋼、邯鋼、太鋼、湘鋼、通鋼、安鋼、宣鋼、孝鋼、寧波建龍、武鋼、本鋼、唐鋼、梅鋼、水鋼、馬鋼等在“十一五”期間都制訂了清潔生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃。因此，我國鋼鐵企業(yè)用水逐年下降，廢水處理回用循環(huán)率不斷提高，見表1-6。

從表1-6可以看出，鋼鐵企業(yè)噸鋼耗水量由1996年的231.92m³下降至2012年的157.37m³，下降74.55m³，下降率為32.14%；噸鋼新水用量由47.73m³下降至3.87m³，噸鋼新水用量下降了44.18m³，下降率為92.59%；廢水重復(fù)利用率提高了15.49個(gè)百分點(diǎn)。

如以1996年鋼產(chǎn)耗新水量為基數(shù)，在同等產(chǎn)鋼量條件下，2012年要比1996年節(jié)省新水354.36億立方米。說明我國鋼鐵工業(yè)用水與節(jié)水成效顯著。但是由于鋼產(chǎn)總量增加，用水總量仍呈上升趨勢，用水短缺問題有增無減。

1.3.2　技術(shù)水平與差距

“十一五”“十二五”期間，我國鋼鐵工業(yè)以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)全行業(yè)發(fā)展，為建設(shè)和諧、節(jié)約型社會，提高鋼鐵企業(yè)自主技術(shù)創(chuàng)新能力建設(shè)，推行資源節(jié)約、資源綜合利用，推進(jìn)清潔生產(chǎn)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)和諧和環(huán)境友好型社會的關(guān)鍵時(shí)期。

中國鋼鐵工業(yè)的環(huán)境保護(hù)，從20世紀(jì)80年代開始，經(jīng)歷了40多年的發(fā)展歷程，已發(fā)生了巨大的變化，污染物排放量不斷減少，這是保證中國鋼鐵工業(yè)持續(xù)發(fā)展的前提和條件。特別是寶鋼環(huán)保技術(shù)的引進(jìn)與創(chuàng)新，為我國鋼鐵工業(yè)環(huán)境保護(hù)樹立了榜樣。就寶鋼和首鋼京唐等企業(yè)而言，鋼鐵工業(yè)節(jié)水減排已達(dá)到了世界先進(jìn)水平。但是，就鋼鐵工業(yè)全行業(yè)而言，由于地區(qū)差異、水平高低、技術(shù)優(yōu)劣、經(jīng)濟(jì)強(qiáng)弱以及其他種種原因，與國外發(fā)達(dá)國家先進(jìn)水平相比，存在著不同程度的差異。所以，目前鋼鐵行業(yè)仍是我國工業(yè)污染的大戶。據(jù)有關(guān)資料介紹，鋼鐵工業(yè)廢水排放量仍占全國重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)企業(yè)廢水排放量的10%左右，二氧化硫排放量占全國工業(yè)二氧化硫排放量的6%左右，煙塵排放量占5%左右，粉塵排放量占12%左右。

“十一五”“十二五”期間，我國鋼鐵企業(yè)在先進(jìn)環(huán)保技術(shù)和環(huán)保工程的實(shí)施上進(jìn)行了成效顯著的工作，如在資源回收利用、控制污染、廢水處理和循環(huán)利用、廢氣凈化、可燃?xì)怏w回收利用和含鐵塵泥、鋼鐵渣綜合利用等方面都取得了重大進(jìn)展。包括焦化廢水脫氨除氮技術(shù)、循環(huán)與串級用水技術(shù)、全廠綜合廢水處理與脫鹽回用技術(shù)、煤氣凈化回收技術(shù)、電爐煙氣治理技術(shù)、冶煉車間混鐵爐等無組織排放煙氣治理技術(shù)，以及焦?fàn)t煤氣脫硫技術(shù)和礦山復(fù)墾生態(tài)技術(shù)等一大批環(huán)保技術(shù)的有效實(shí)施，使得我國鋼鐵工業(yè)節(jié)水減排的主要指標(biāo)取得長足進(jìn)步，見表1-7。但國內(nèi)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)之間發(fā)展也不平衡，差距還較大。總體而言，我國鋼鐵企業(yè)與國外同類企業(yè)之間的差距在縮小，有的指標(biāo)甚至處于同等水平或略高，但總體水平的差距還是存在的。

（1）用水系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀與問題

我國鋼鐵企業(yè)大都是經(jīng)歷由小變大、逐步改造、擴(kuò)建、填平補(bǔ)齊的過程而發(fā)展起來的。因此，我國鋼鐵企業(yè)用水系統(tǒng)與節(jié)水減排存在如下弊病。

①不少鋼鐵企業(yè)原來未設(shè)循環(huán)用水設(shè)施，近年來由于環(huán)保與用水要求，將間接冷卻水與直流冷卻水采用同一系統(tǒng)處理，造成間接冷卻系統(tǒng)不能全部使用而用新水；濁循環(huán)系統(tǒng)又不能全部回用而必須外排。

②循環(huán)系統(tǒng)設(shè)施不夠完善，造成補(bǔ)水量大。不少鋼鐵企業(yè)原設(shè)有用水循環(huán)系統(tǒng)和設(shè)施，但是不完善或設(shè)施不配套，有的缺冷卻設(shè)施，有的缺過濾或沉淀設(shè)施，有的缺污泥處理設(shè)施，造成有的水溫不能達(dá)到用戶要求，有的水質(zhì)不能滿足要求，有的因污泥排放造成二次污染并帶走大量的廢水。例如某鋼鐵廠高爐系統(tǒng)因無冷卻系統(tǒng)，或因未設(shè)沉淀池而大量補(bǔ)加新水。

③水質(zhì)穩(wěn)定設(shè)施不完善，造成補(bǔ)水量大。很多鋼鐵企業(yè)已建成循環(huán)系統(tǒng)與設(shè)施，但因水質(zhì)穩(wěn)定處理系統(tǒng)不夠完善，或因水處理藥劑選擇不當(dāng)，使循環(huán)水質(zhì)失穩(wěn)，或SS增加或硬度增大，而必須加大補(bǔ)水進(jìn)行稀釋。這在鋼鐵企業(yè)經(jīng)常發(fā)生。

④生產(chǎn)工藝落后，致使工藝用水量大。這是鋼鐵企業(yè)存在的通病。例如高爐沖渣，如采用轉(zhuǎn)鼓法粒化裝置工藝，則1t渣只需1t水；若用水沖渣，1t渣需要10t水，且為目前鋼鐵行業(yè)最主要的沖渣方式。又如高爐煤氣和頂吹轉(zhuǎn)爐除塵，目前一般均為濕式洗滌工藝。一座300m³高爐，煤氣洗滌水一般為300m³/h。水中僅SS含量超過2000mg/L，且含有酚氰等有毒物質(zhì)，處理系統(tǒng)較為龐雜。如采用干法除塵，不僅節(jié)約用水，而且杜絕水污染。

⑤循環(huán)水系統(tǒng)水的濃縮倍數(shù)低，補(bǔ)水量多，排水量大。我國鋼鐵企業(yè)水處理運(yùn)行的濃縮倍數(shù)（除個(gè)別企業(yè)逐步用水循環(huán)系統(tǒng)達(dá)3.0外）多低于2.0，寶鋼先進(jìn)企業(yè)也僅達(dá)到2.5左右。濃縮倍數(shù)是節(jié)水減排重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。濃縮倍數(shù)越高，所需補(bǔ)水量越少，外排廢水量就會減少，反之則補(bǔ)水越多。因此，提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)勢在必行。

（2）技術(shù)水平與差距

我國鋼鐵工業(yè)節(jié)水減排技術(shù)具有自身的特色，與國外一些發(fā)達(dá)國家相比并不遜色，并已出現(xiàn)各類示范性清潔工廠。就鋼鐵行業(yè)水處理技術(shù)整體而言，差距還是存在的。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

①就鋼鐵企業(yè)節(jié)水與回用的技術(shù)而言，已掌握了串級用水、循環(huán)用水、一水多用、分級使用等廢水重復(fù)利用技術(shù)與工藝。循環(huán)用水是把廢水轉(zhuǎn)化為資源實(shí)現(xiàn)再利用；串級用水是將廢水送到可以接受的生產(chǎn)過程或系統(tǒng)再使用；分級使用與一水多用是指按照不同用水要求合理配置使水在同一工序多次使用。這種串級用水、按質(zhì)用水、一水多用和循環(huán)使用技術(shù)與措施從根本上減少新水用量及廢水外排量，是節(jié)約水資源、保護(hù)水環(huán)境的根本途徑。

②對于料場廢水、燒結(jié)廢水、高爐沖渣水、轉(zhuǎn)爐除塵廢水、連鑄機(jī)冷卻用水等，也已經(jīng)掌握了處理與回用工藝與技術(shù)，并已有一些大型鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)對燒結(jié)、煉鐵、煉鋼工序的廢水“零排”目標(biāo)。

③用于處理軋鋼乳狀油廢水和破乳技術(shù)，超濾與反滲透等膜技術(shù)，以及廢酸回收技術(shù)、低濃度酸堿廢水處理技術(shù)，已形成較完整的有效技術(shù)。但總體水平的監(jiān)控儀表與膜材料上尚有差距。

④水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)與藥劑。目前我國在藥劑品質(zhì)、品種上及生產(chǎn)工藝技術(shù)上還存在一定差距。就寶鋼而言，引進(jìn)的水處理藥劑已經(jīng)基本國產(chǎn)化，并已形成配套生產(chǎn)供應(yīng)基地，其他企業(yè)的水處理藥劑基本為國內(nèi)供應(yīng)。但在高效、低毒的藥劑種類與品質(zhì)上，藥劑自動投加與藥劑濃度實(shí)現(xiàn)在線隨機(jī)監(jiān)控上，還存在一定差距。

⑤焦化廢水處理技術(shù)差距不大，但焦化廢水的質(zhì)與量差別很大。我國對焦化廢水處理的技術(shù)研究十分廣泛，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)有20多種，如A-O（厭氧-好氧）法、A-A-O（厭氧-缺氧-好氧）法、A-O-O（厭氧-好氧-好氧）法以及生物膜法、高效菌法等。但由于焦化廢水中COD和氨氮含量高，通常生物脫氮處理后外排廢水水質(zhì)不夠穩(wěn)定并難以達(dá)標(biāo)排放。近年來，由于A-O-MBR（厭氧-好氧-膜生物反應(yīng)器）技術(shù)對焦化廢水處理中的突破進(jìn)展，已顯示焦化廢水處理回用和實(shí)現(xiàn)“零排放”的可能，并已有應(yīng)用與“零排放”實(shí)例。

⑥在節(jié)水整體水平上有差距，特別是噸鋼耗新水量有較大差距。與發(fā)達(dá)國家鋼鐵業(yè)相比，我國有代表性的大型鋼鐵企業(yè)與國外大型企業(yè)的噸鋼耗新水量的差距見表1-8。表1-8表明，我國先進(jìn)的大型鋼鐵企業(yè)的噸鋼耗新水量與先進(jìn)的國外鋼鐵企業(yè)相比相差2～3倍，說明我國鋼鐵工業(yè)節(jié)水減排潛力很大，節(jié)水減排工作尚需努力。

⑦在治理深度上、內(nèi)涵上存在明顯差距。我國鋼鐵工業(yè)環(huán)保工作尚未完全脫離以治理“三廢”為內(nèi)容，達(dá)標(biāo)排放為目標(biāo)，綜合治理為手段的發(fā)展階段。以首鋼京唐、寶鋼而言，總體上處于國際先進(jìn)水平。但與世界先進(jìn)水平相比，仍存在一定差距。發(fā)達(dá)國家的鋼鐵工業(yè)污染治理早已完成，對第二代污染物SO₂、NO_x等的治理已處于商業(yè)化和完善階段。現(xiàn)已致力于第三代污染物如CO₂、二英、TSP（總懸浮顆粒物）、PM₁₀（粒徑<10μm顆粒污染物）的控制。在水處理方面，已更多應(yīng)用微生物技術(shù)替代物化法處理技術(shù)，以防止二次污染、降低處理成本、提高凈化與水資源回用程度。與之相比，我國在污染控制的深度上相差較遠(yuǎn)，我國對于SO₂和NO_x的控制在大型鋼鐵企業(yè)已開始應(yīng)用，但尚未普及；對TSP、PM₁₀等指標(biāo)大多數(shù)企業(yè)尚缺乏認(rèn)識，未能全面提上治理日程；對二英、CO₂、粉塵中重金屬的控制，以及廢水深度處理替代技術(shù)還處于開發(fā)研究階段，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制訂與監(jiān)控水平上有差距。