关键词：钢铁企业，水资源管理，废水零排放，近零排放，污染物减排，水足迹，生命周期评价，吨钢蒸发水量
引言
目前，我国的水资源污染情况严重，整体的污水回用率依然较低。钢铁企业是工业企业中的耗水大户，虽然全国重点钢铁企业水的重复利用率达到了96%以上，但仍然有大量的污废水外排。此外，由于我国水资源紧缺状况加剧，许多钢铁企业面临外部水源供给日益紧张的情况。因此，进一步提高钢铁企业的废水回用率，逐步实现废水零排放，是钢铁行业正面临的一项重要任务。
1废水“零排放”的概念
废水的“零排放”在于减少污染物的排放直至零的活动，其有利于实现能源的再生利用，提高能源的利用效率。“零排放”主要指在生产过程中控制水资源的使用，并对废水进行资源的再利用，从源头、过程、终端实现对水资源的全程控制，实现最小的水资源投入得到最大的生产效益，缓解了环境污染问题。在钢铁企业中实施废水“零排放”，需要运用先进的排水技术，投入足够的资金，帮助钢铁企业解决废水“零排放”的误区。
2废水零排放与钢铁企业的水资源管理
2.1废水零排放应该基于全生命周期评价理念
废水处理过程中必然伴随着药剂与能源消耗，而药剂和能源的生产、使用过程也会产生一定的环境负荷。同时，由于废水处理过程不可避免地会产生一部分废气、废液、固废等污染物，如果所采用的工艺技术不尽合理的话，过程中新增的各种二次污染物总量就不能忽略，从而使外排废水减量所带来的污染物减排效果大打折扣。在这种情况下，如果把工业“废水零排放”的目标仅仅定位于废水的减量或零排放，那么有可能仅仅是将污染物从水中转移到大气或固废中而“走上歧途”。比如，近几年国内关于湿法烟气脱硫脱硝工艺技术的质疑，主要就在于湿法脱硫脱硝过程中的“废水零排放”，溶有大量盐分的污水在系统中反复循环时部分蒸发或发生跑冒滴露，从而造成对大气、地下水体、土壤的污染，于是有专家质疑“废水零排放为伪命题”，更有专家质疑燃煤发电等湿法烟气脱硫脱硝过程中排放的“白色烟羽”是造成雾霾的主要原因。因此，必须关注废水处理末端产生的大量浓缩盐的减排，也就是说“废水零排放”的目标应该是朝着整个废水处理系统的“固、液零排放”不断努力。由此说明，废水零排放是一项系统的综合性工程，必须从全系统、全消耗、全排放的角度去研究污染物的减排问题。生命周期评价(LifeCycleAssessment,LCA)是一种用于评估产品、工艺过程或生产活动在其整个生命周期中造成的环境负荷的方法，是一种考虑了全系统、全消耗、全排放的定量化研究能源、资源利用和废弃物排放影响的方法，已成为一种重要的环境管理工具和预防性的环境保护手段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同济大学在国内较早地运用LCA技术对废水处理工艺进行评估与选择，笔者也于2008年运用LCA方法对钢铁企业循环冷却水的浓缩倍数进行了优化研究。将LCA方法应用于污水处理领域正受到越来越广泛的关注。
2.2废水减量，厂区消纳
各类废水减量化是实现废水零排放的必要条件。废水减量化宜分类进行。焦化酚氰废水成分复杂，相比全厂其他废水成分特殊，其减量化是实施零排放和降低其环境影响范围的必要条件。焦化酚氰废水生化处理后，再经过深度处理进一步去除污染物，产水通过超滤、纳滤及反渗透系统实施减量化。焦化废水进入膜系统目前已经有实际案例。一般生产废水(不包括焦化酚氰废水和电厂单元化产废水等)也需要进行减量化，产水作为厂区除盐水使用，浓盐水通过浓盐水系统供浓盐水用户。一般生产废水减量目标根据全厂水量平衡确定，主要工艺流程为废水反渗透系统和浓水反渗透系统，一般废水回收率可达85%以上即减量化至15%以下。
2.3强化企业运行管理，保证废水排放顺利进行
在进行钢铁企业焦化废水零排放的过程中，要对工艺处理设备进行可靠的运行管理和水质稳定管理，保证所排出水质的质量达到国家的标准要求。有效利用排放后的水源，实现焦化废水的零排放。通过科学有效的焦化废水处理工艺和清洁生产工艺，将全面减少钢铁企业的焦化废水排放量，经过处理的焦化废水可实现循环利用，作为钢铁企业的高炉渣系统和钢渣水系统的补水，全面实现钢铁企业焦化废水的零排放。
2.4加强冷凝水的使用，是钢铁企业进一步深化节水工作的潜力点
如前所述，全流程钢铁企业的吨钢蒸发损失水量（含蒸汽管网等的冷凝水）在1.5-2.0m3/t之间。保守地按1.5m3/t计算，常温常压下1.5m3的水蒸发所带早的热量约为3.6GJ，约合123千克标准煤。也就是说，全流程钢铁企业由于水蒸发损失带走的热量约合123kgce/t。因此，回收利用钢铁企业排放的蒸汽（含冷凝水）及其所含的热量，潜在的节能、节水效果显著，商业机会巨大。不过，由于钢铁企业内损失的乏蒸汽分布比较分散，且乏蒸汽余热回收的热效率极低，使得乏蒸汽余热及其冷凝水回收的经济效益较差、实际应用的装置不多。开发乏蒸汽余热及其冷凝水回收的最佳可适用技术，是钢铁企业进一步深化节能、节水、减排工作的有效潜力点。建议有实力的钢铁企业与相关科研院所合作，加大科研投入，开发相关工艺、技术与装备，促进钢铁企业节能、节水工作不断深入，实现精细化、精益化。
结语
1）工业“废水零排放”的是一种“工业理想”，而“近零排放”才是工业企业废水处理的现实选择，目的是实现新水消耗、外排废水与废水中污染物的共同减量。因而，废水零排放是废水排放不断“趋零”的一系列行动与过程，而其本质是实现企业的灰水足迹为零；2）应因地制宜、因厂施策推进企业节水与废水减排工作，并兼顾环保与经济的双赢，切忌“一刀切”；3)全流程钢铁企业的吨钢蒸发损失水量约为1.5-2.0m3/t；4)雨水是宝贵的自然淡水资源，工业企业应全面实施雨污分流，并加强对雨水特别是初期雨水的收集、处理、利用；建议将雨水的使用情况纳入新水消耗指标进行统计；5)钢铁企业应积极推进城市再生水利用，并强再生水安全利用管理.
参考文献
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论文作者:张金标
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/12
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