1.3　钢铁工业废水减排回用与差距

1.3.1　废水回用与污染物减排

中国钢铁工业的环境保护从20世纪70年代中期开始，经历了40多年的发展历程，已发生了巨大的变化，污染物排放量不断减少，这是保证中国钢铁工业持续发展的前提和条件。特别是宝钢环保技术的引进与创新，为我国钢铁工业环境保护树立了榜样。就宝钢和新首钢而言，钢铁工业环境保护已达到了世界先进水平。但是，就钢铁工业全行业而言，由于地区差异、水平高低、技术优劣、经济强弱以及其他种种原因，与国外发达国家先进水平相比，存在着不同程度的差距。所以，目前钢铁行业仍是我国工业用水和污染的大户，节水减排仍是当今极其重要的任务。

（1）废水减排与处理状况

近10多年来，我国钢铁工业外排废水量、废水处理率与外排废水达标率如图1-5～图1-7所示。

由图1-5～图1-7表明：10多年来，中国钢铁工业外排废水量逐年减少，从200804.81万吨/年下降到56014.21万吨/年，下降率为72.10%，废水处理率和外排废水达标率均逐年上升。

（2）废水排污与削减状况

近10多年来，钢铁工业废水主要污染物如COD、SS、石油类、氨氮、酚、氰化物（以氰根计）等的排放情况见表1-2。

从表1-2可以看出，从2000年到2012年，我国钢产量由1.17亿吨增加到4.68亿吨，增加4.0倍，但废水中排放的污染物不增反减，其中以酚、SS（悬浮物）和氰化物的减排量最多。COD、SS、石油类、酚和氰化物的减排率分别为80.00%、93.94%、90.58%、95.02%和93.53%，氨氮先增后减，近几年来下降较大，说明由于钢产量增速过快，焦化废水处理脱氮设施未能即时同步配套，而在近几年强化了其净化要求，故产生先增高后下降情况。

（3）各生产厂排污状况

①废水中主要污染物的厂间分布与吨产品分布状况　根据工序排污专题调研统计，钢铁工业各生产厂废水中主要污染物如COD、SS、石油类、氨氮、酚、氰化物（以氰根计），在生产厂中的分布情况见表1-3。

由表1-3可知，中国钢铁工业排放COD量按大小排放依次序为焦化、炼铁、轧钢、炼钢和烧结；对悬浮物而言，只有烧结厂排放量较小，其他厂排放量较相近；各厂排放石油类污染物以轧钢厂最多，其次为焦化厂、炼钢厂和炼铁厂，而烧结厂产生量最少；氨氮主要来源于焦化厂。焦化厂是废水中氰化物的主要来源，其次是炼铁厂，烧结厂排放的氰化物最少。废水中COD、氨氮、酚、氰等有毒物均以焦化厂最为明显，说明焦化厂是钢铁企业最严重污染的工厂。

按各生产厂吨产品分析，中国钢铁工业废水主要污染物如COD、悬浮物、石油类、氨氮、酚、氰化物（以氰根计）的排放情况见表1-4。

由表1-4可知，各厂吨产品排放的COD、悬浮物、石油类、氨氮、氰化物量以焦化厂最多，烧结厂最小；石油类排放量比较大的还有轧钢厂；悬浮物和COD的排放情况，除焦化厂外，炼铁、炼钢和轧钢厂的排放量都比较大；氰化物和氨氮的排放除焦化厂外，其他各厂的排放量都不大。

②各厂COD排放情况　COD（化学需氧量）的排放大小，排放废水中受有机污染物的污染程度与状况，是一项重要指标。

根据《中国钢铁工业环境保护统计》有关资料统计，我国钢铁企业2006～2008年各厂COD排放情况详见表1-5。

由表1-5可知，2006～2008年我国钢铁企业按生产厂排放的COD量的大小排序均为焦化、炼铁、轧钢、炼钢和烧结，分别占总量的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的计分析结果表明，钢铁企业每年各厂COD排放量虽有不同，但各厂COD排放量的大小顺序是相同的。这说明：a.钢铁企业各厂所排放的COD和主要污染物是有规律的，以COD表示和体现各厂排放污染物状况与规律是可行的，是符合实际的；b.COD减排与污染物减排是相互关联的，是成线性的；c.表明我国钢铁企业各厂COD和主要污染物逐年排放情况是符合客观规律并与实际排放情况相一致的。因此，钢铁企业废水的污染物减排采用COD减排指标来表述是可行的。

（4）生产用水减排状况

“十一五”期间，钢铁行业清洁生产与环境保护水平取得较大进步。经过多年的努力，通过建立钢铁清洁生产试点企业等方式，清洁生产与环境保护理念已取得共识并取得显著效果。在此期间，我国大中型企业制订了清洁生产环境保护与循环经济发展规划，除了原来试点外，首钢、邯钢、太钢、湘钢、通钢、安钢、宣钢、孝钢、宁波建龙、武钢、本钢、唐钢、梅钢、水钢、马钢等在“十一五”期间都制订了清洁生产、环境保护与循环经济发展规划。因此，我国钢铁企业用水逐年下降，废水处理回用循环率不断提高，见表1-6。

从表1-6可以看出，钢铁企业吨钢耗水量由1996年的231.92m³下降至2012年的157.37m³，下降74.55m³，下降率为32.14%；吨钢新水用量由47.73m³下降至3.87m³，吨钢新水用量下降了44.18m³，下降率为92.59%；废水重复利用率提高了15.49个百分点。

如以1996年钢产耗新水量为基数，在同等产钢量条件下，2012年要比1996年节省新水354.36亿立方米。说明我国钢铁工业用水与节水成效显著。但是由于钢产总量增加，用水总量仍呈上升趋势，用水短缺问题有增无减。

1.3.2　技术水平与差距

“十一五”“十二五”期间，我国钢铁工业以科学发展观统领全行业发展，为建设和谐、节约型社会，提高钢铁企业自主技术创新能力建设，推行资源节约、资源综合利用，推进清洁生产，发展循环经济，实现和谐和环境友好型社会的关键时期。

中国钢铁工业的环境保护，从20世纪80年代开始，经历了40多年的发展历程，已发生了巨大的变化，污染物排放量不断减少，这是保证中国钢铁工业持续发展的前提和条件。特别是宝钢环保技术的引进与创新，为我国钢铁工业环境保护树立了榜样。就宝钢和首钢京唐等企业而言，钢铁工业节水减排已达到了世界先进水平。但是，就钢铁工业全行业而言，由于地区差异、水平高低、技术优劣、经济强弱以及其他种种原因，与国外发达国家先进水平相比，存在着不同程度的差异。所以，目前钢铁行业仍是我国工业污染的大户。据有关资料介绍，钢铁工业废水排放量仍占全国重点统计企业废水排放量的10%左右，二氧化硫排放量占全国工业二氧化硫排放量的6%左右，烟尘排放量占5%左右，粉尘排放量占12%左右。

“十一五”“十二五”期间，我国钢铁企业在先进环保技术和环保工程的实施上进行了成效显著的工作，如在资源回收利用、控制污染、废水处理和循环利用、废气净化、可燃气体回收利用和含铁尘泥、钢铁渣综合利用等方面都取得了重大进展。包括焦化废水脱氨除氮技术、循环与串级用水技术、全厂综合废水处理与脱盐回用技术、煤气净化回收技术、电炉烟气治理技术、冶炼车间混铁炉等无组织排放烟气治理技术，以及焦炉煤气脱硫技术和矿山复垦生态技术等一大批环保技术的有效实施，使得我国钢铁工业节水减排的主要指标取得长足进步，见表1-7。但国内重点钢铁企业之间发展也不平衡，差距还较大。总体而言，我国钢铁企业与国外同类企业之间的差距在缩小，有的指标甚至处于同等水平或略高，但总体水平的差距还是存在的。

（1）用水系统技术现状与问题

我国钢铁企业大都是经历由小变大、逐步改造、扩建、填平补齐的过程而发展起来的。因此，我国钢铁企业用水系统与节水减排存在如下弊病。

①不少钢铁企业原来未设循环用水设施，近年来由于环保与用水要求，将间接冷却水与直流冷却水采用同一系统处理，造成间接冷却系统不能全部使用而用新水；浊循环系统又不能全部回用而必须外排。

②循环系统设施不够完善，造成补水量大。不少钢铁企业原设有用水循环系统和设施，但是不完善或设施不配套，有的缺冷却设施，有的缺过滤或沉淀设施，有的缺污泥处理设施，造成有的水温不能达到用户要求，有的水质不能满足要求，有的因污泥排放造成二次污染并带走大量的废水。例如某钢铁厂高炉系统因无冷却系统，或因未设沉淀池而大量补加新水。

③水质稳定设施不完善，造成补水量大。很多钢铁企业已建成循环系统与设施，但因水质稳定处理系统不够完善，或因水处理药剂选择不当，使循环水质失稳，或SS增加或硬度增大，而必须加大补水进行稀释。这在钢铁企业经常发生。

④生产工艺落后，致使工艺用水量大。这是钢铁企业存在的通病。例如高炉冲渣，如采用转鼓法粒化装置工艺，则1t渣只需1t水；若用水冲渣，1t渣需要10t水，且为目前钢铁行业最主要的冲渣方式。又如高炉煤气和顶吹转炉除尘，目前一般均为湿式洗涤工艺。一座300m³高炉，煤气洗涤水一般为300m³/h。水中仅SS含量超过2000mg/L，且含有酚氰等有毒物质，处理系统较为庞杂。如采用干法除尘，不仅节约用水，而且杜绝水污染。

⑤循环水系统水的浓缩倍数低，补水量多，排水量大。我国钢铁企业水处理运行的浓缩倍数（除个别企业逐步用水循环系统达3.0外）多低于2.0，宝钢先进企业也仅达到2.5左右。浓缩倍数是节水减排重要的技术经济指标。浓缩倍数越高，所需补水量越少，外排废水量就会减少，反之则补水越多。因此，提高循环水浓缩倍数势在必行。

（2）技术水平与差距

我国钢铁工业节水减排技术具有自身的特色，与国外一些发达国家相比并不逊色，并已出现各类示范性清洁工厂。就钢铁行业水处理技术整体而言，差距还是存在的。主要体现在以下几个方面。

①就钢铁企业节水与回用的技术而言，已掌握了串级用水、循环用水、一水多用、分级使用等废水重复利用技术与工艺。循环用水是把废水转化为资源实现再利用；串级用水是将废水送到可以接受的生产过程或系统再使用；分级使用与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。这种串级用水、按质用水、一水多用和循环使用技术与措施从根本上减少新水用量及废水外排量，是节约水资源、保护水环境的根本途径。

②对于料场废水、烧结废水、高炉冲渣水、转炉除尘废水、连铸机冷却用水等，也已经掌握了处理与回用工艺与技术，并已有一些大型钢铁企业实现对烧结、炼铁、炼钢工序的废水“零排”目标。

③用于处理轧钢乳状油废水和破乳技术，超滤与反渗透等膜技术，以及废酸回收技术、低浓度酸碱废水处理技术，已形成较完整的有效技术。但总体水平的监控仪表与膜材料上尚有差距。

④水质稳定技术与药剂。目前我国在药剂品质、品种上及生产工艺技术上还存在一定差距。就宝钢而言，引进的水处理药剂已经基本国产化，并已形成配套生产供应基地，其他企业的水处理药剂基本为国内供应。但在高效、低毒的药剂种类与品质上，药剂自动投加与药剂浓度实现在线随机监控上，还存在一定差距。

⑤焦化废水处理技术差距不大，但焦化废水的质与量差别很大。我国对焦化废水处理的技术研究十分广泛，据不完全统计有20多种，如A-O（厌氧-好氧）法、A-A-O（厌氧-缺氧-好氧）法、A-O-O（厌氧-好氧-好氧）法以及生物膜法、高效菌法等。但由于焦化废水中COD和氨氮含量高，通常生物脱氮处理后外排废水水质不够稳定并难以达标排放。近年来，由于A-O-MBR（厌氧-好氧-膜生物反应器）技术对焦化废水处理中的突破进展，已显示焦化废水处理回用和实现“零排放”的可能，并已有应用与“零排放”实例。

⑥在节水整体水平上有差距，特别是吨钢耗新水量有较大差距。与发达国家钢铁业相比，我国有代表性的大型钢铁企业与国外大型企业的吨钢耗新水量的差距见表1-8。表1-8表明，我国先进的大型钢铁企业的吨钢耗新水量与先进的国外钢铁企业相比相差2～3倍，说明我国钢铁工业节水减排潜力很大，节水减排工作尚需努力。

⑦在治理深度上、内涵上存在明显差距。我国钢铁工业环保工作尚未完全脱离以治理“三废”为内容，达标排放为目标，综合治理为手段的发展阶段。以首钢京唐、宝钢而言，总体上处于国际先进水平。但与世界先进水平相比，仍存在一定差距。发达国家的钢铁工业污染治理早已完成，对第二代污染物SO₂、NO_x等的治理已处于商业化和完善阶段。现已致力于第三代污染物如CO₂、二英、TSP（总悬浮颗粒物）、PM₁₀（粒径<10μm颗粒污染物）的控制。在水处理方面，已更多应用微生物技术替代物化法处理技术，以防止二次污染、降低处理成本、提高净化与水资源回用程度。与之相比，我国在污染控制的深度上相差较远，我国对于SO₂和NO_x的控制在大型钢铁企业已开始应用，但尚未普及；对TSP、PM₁₀等指标大多数企业尚缺乏认识，未能全面提上治理日程；对二英、CO₂、粉尘中重金属的控制，以及废水深度处理替代技术还处于开发研究阶段，在标准规范的制订与监控水平上有差距。