1.3　鋼鐵工業廢水減排回用與差距

1.3.1　廢水回用與污染物減排

中國鋼鐵工業的環境保護從20世紀70年代中期開始，經歷了40多年的發展歷程，已發生了巨大的變化，污染物排放量不斷減少，這是保證中國鋼鐵工業持續發展的前提和條件。特別是寶鋼環保技術的引進與創新，為我國鋼鐵工業環境保護樹立了榜樣。就寶鋼和新首鋼而言，鋼鐵工業環境保護已達到了世界先進水平。但是，就鋼鐵工業全行業而言，由于地區差異、水平高低、技術優劣、經濟強弱以及其他種種原因，與國外發達國家先進水平相比，存在著不同程度的差距。所以，目前鋼鐵行業仍是我國工業用水和污染的大戶，節水減排仍是當今極其重要的任務。

（1）廢水減排與處理狀況

近10多年來，我國鋼鐵工業外排廢水量、廢水處理率與外排廢水達標率如圖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標率均逐年上升。

（2）廢水排污與削減狀況

近10多年來，鋼鐵工業廢水主要污染物如COD、SS、石油類、氨氮、酚、氰化物（以氰根計）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，說明由于鋼產量增速過快，焦化廢水處理脫氮設施未能即時同步配套，而在近幾年強化了其凈化要求，故產生先增高后下降情況。

（3）各生產廠排污狀況

①廢水中主要污染物的廠間分布與噸產品分布狀況　根據工序排污專題調研統計，鋼鐵工業各生產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），在生產廠中的分布情況見表1-3。

由表1-3可知，中國鋼鐵工業排放COD量按大小排放依次序為焦化、煉鐵、軋鋼、煉鋼和燒結；對懸浮物而言，只有燒結廠排放量較小，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，而燒結廠產生量最少；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最嚴重污染的工廠。

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

由表1-4可知，各廠噸產品排放的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（化學需氧量）的排放大小，排放廢水中受有機污染物的污染程度與狀況，是一項重要指標。

根據《中國鋼鐵工業環境保護統計》有關資料統計，我國鋼鐵企業2006～2008年各廠COD排放情況詳見表1-5。

由表1-5可知，2006～2008年我國鋼鐵企業按生產廠排放的COD量的大小排序均為焦化、煉鐵、軋鋼、煉鋼和燒結，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的計分析結果表明，鋼鐵企業每年各廠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.鋼鐵企業各廠所排放的COD和主要污染物是有規律的，以COD表示和體現各廠排放污染物狀況與規律是可行的，是符合實際的；b.COD減排與污染物減排是相互關聯的，是成線性的；c.表明我國鋼鐵企業各廠COD和主要污染物逐年排放情況是符合客觀規律并與實際排放情況相一致的。因此，鋼鐵企業廢水的污染物減排采用COD減排指標來表述是可行的。

（4）生產用水減排狀況

“十一五”期間，鋼鐵行業清潔生產與環境保護水平取得較大進步。經過多年的努力，通過建立鋼鐵清潔生產試點企業等方式，清潔生產與環境保護理念已取得共識并取得顯著效果。在此期間，我國大中型企業制訂了清潔生產環境保護與循環經濟發展規劃，除了原來試點外，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、環境保護與循環經濟發展規劃。因此，我國鋼鐵企業用水逐年下降，廢水處理回用循環率不斷提高，見表1-6。

從表1-6可以看出，鋼鐵企業噸鋼耗水量由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%；廢水重復利用率提高了15.49個百分點。

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

1.3.2　技術水平與差距

“十一五”“十二五”期間，我國鋼鐵工業以科學發展觀統領全行業發展，為建設和諧、節約型社會，提高鋼鐵企業自主技術創新能力建設，推行資源節約、資源綜合利用，推進清潔生產，發展循環經濟，實現和諧和環境友好型社會的關鍵時期。

中國鋼鐵工業的環境保護，從20世紀80年代開始，經歷了40多年的發展歷程，已發生了巨大的變化，污染物排放量不斷減少，這是保證中國鋼鐵工業持續發展的前提和條件。特別是寶鋼環保技術的引進與創新，為我國鋼鐵工業環境保護樹立了榜樣。就寶鋼和首鋼京唐等企業而言，鋼鐵工業節水減排已達到了世界先進水平。但是，就鋼鐵工業全行業而言，由于地區差異、水平高低、技術優劣、經濟強弱以及其他種種原因，與國外發達國家先進水平相比，存在著不同程度的差異。所以，目前鋼鐵行業仍是我國工業污染的大戶。據有關資料介紹，鋼鐵工業廢水排放量仍占全國重點統計企業廢水排放量的10%左右，二氧化硫排放量占全國工業二氧化硫排放量的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，我國鋼鐵企業在先進環保技術和環保工程的實施上進行了成效顯著的工作，如在資源回收利用、控制污染、廢水處理和循環利用、廢氣凈化、可燃氣體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展。包括焦化廢水脫氨除氮技術、循環與串級用水技術、全廠綜合廢水處理與脫鹽回用技術、煤氣凈化回收技術、電爐煙氣治理技術、冶煉車間混鐵爐等無組織排放煙氣治理技術，以及焦爐煤氣脫硫技術和礦山復墾生態技術等一大批環保技術的有效實施，使得我國鋼鐵工業節水減排的主要指標取得長足進步，見表1-7。但國內重點鋼鐵企業之間發展也不平衡，差距還較大。總體而言，我國鋼鐵企業與國外同類企業之間的差距在縮小，有的指標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）用水系統技術現狀與問題

我國鋼鐵企業大都是經歷由小變大、逐步改造、擴建、填平補齊的過程而發展起來的。因此，我國鋼鐵企業用水系統與節水減排存在如下弊病。

①不少鋼鐵企業原來未設循環用水設施，近年來由于環保與用水要求，將間接冷卻水與直流冷卻水采用同一系統處理，造成間接冷卻系統不能全部使用而用新水；濁循環系統又不能全部回用而必須外排。

②循環系統設施不夠完善，造成補水量大。不少鋼鐵企業原設有用水循環系統和設施，但是不完善或設施不配套，有的缺冷卻設施，有的缺過濾或沉淀設施，有的缺污泥處理設施，造成有的水溫不能達到用戶要求，有的水質不能滿足要求，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因無冷卻系統，或因未設沉淀池而大量補加新水。

③水質穩定設施不完善，造成補水量大。很多鋼鐵企業已建成循環系統與設施，但因水質穩定處理系統不夠完善，或因水處理藥劑選擇不當，使循環水質失穩，或SS增加或硬度增大，而必須加大補水進行稀釋。這在鋼鐵企業經常發生。

④生產工藝落后，致使工藝用水量大。這是鋼鐵企業存在的通病。例如高爐沖渣，如采用轉鼓法粒化裝置工藝，則1t渣只需1t水；若用水沖渣，1t渣需要10t水，且為目前鋼鐵行業最主要的沖渣方式。又如高爐煤氣和頂吹轉爐除塵，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，處理系統較為龐雜。如采用干法除塵，不僅節約用水，而且杜絕水污染。

⑤循環水系統水的濃縮倍數低，補水量多，排水量大。我國鋼鐵企業水處理運行的濃縮倍數（除個別企業逐步用水循環系統達3.0外）多低于2.0，寶鋼先進企業也僅達到2.5左右。濃縮倍數是節水減排重要的技術經濟指標。濃縮倍數越高，所需補水量越少，外排廢水量就會減少，反之則補水越多。因此，提高循環水濃縮倍數勢在必行。

（2）技術水平與差距

我國鋼鐵工業節水減排技術具有自身的特色，與國外一些發達國家相比并不遜色，并已出現各類示范性清潔工廠。就鋼鐵行業水處理技術整體而言，差距還是存在的。主要體現在以下幾個方面。

①就鋼鐵企業節水與回用的技術而言，已掌握了串級用水、循環用水、一水多用、分級使用等廢水重復利用技術與工藝。循環用水是把廢水轉化為資源實現再利用；串級用水是將廢水送到可以接受的生產過程或系統再使用；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、按質用水、一水多用和循環使用技術與措施從根本上減少新水用量及廢水外排量，是節約水資源、保護水環境的根本途徑。

②對于料場廢水、燒結廢水、高爐沖渣水、轉爐除塵廢水、連鑄機冷卻用水等，也已經掌握了處理與回用工藝與技術，并已有一些大型鋼鐵企業實現對燒結、煉鐵、煉鋼工序的廢水“零排”目標。

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

④水質穩定技術與藥劑。目前我國在藥劑品質、品種上及生產工藝技術上還存在一定差距。就寶鋼而言，引進的水處理藥劑已經基本國產化，并已形成配套生產供應基地，其他企業的水處理藥劑基本為國內供應。但在高效、低毒的藥劑種類與品質上，藥劑自動投加與藥劑濃度實現在線隨機監控上，還存在一定差距。

⑤焦化廢水處理技術差距不大，但焦化廢水的質與量差別很大。我國對焦化廢水處理的技術研究十分廣泛，據不完全統計有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不夠穩定并難以達標排放。近年來，由于A-O-MBR（厭氧-好氧-膜生物反應器）技術對焦化廢水處理中的突破進展，已顯示焦化廢水處理回用和實現“零排放”的可能，并已有應用與“零排放”實例。

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

⑦在治理深度上、內涵上存在明顯差距。我國鋼鐵工業環保工作尚未完全脫離以治理“三廢”為內容，達標排放為目標，綜合治理為手段的發展階段。以首鋼京唐、寶鋼而言，總體上處于國際先進水平。但與世界先進水平相比，仍存在一定差距。發達國家的鋼鐵工業污染治理早已完成，對第二代污染物SO₂、NO_x等的治理已處于商業化和完善階段。現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，已更多應用微生物技術替代物化法處理技術，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，我國對于SO₂和NO_x的控制在大型鋼鐵企業已開始應用，但尚未普及；對TSP、PM₁₀等指標大多數企業尚缺乏認識，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還處于開發研究階段，在標準規范的制訂與監控水平上有差距。