摘要：近年來，我國鋼鐵工業(yè)處于高速發(fā)展階段，其巨大的用水需求勢(shì)必對(duì)地區(qū)的用水帶來巨大的壓力。如何合理的解決日益增長(zhǎng)的鋼鐵工業(yè)用水需求與城市生活用水需求之間的矛盾，需要加以細(xì)致的研究。從總體角度對(duì)鋼鐵工業(yè)用水和城市生活用水之間的關(guān)系作了初步的分析，就城市生活污水作為鋼鐵工業(yè)水源的可行性進(jìn)行了探討，供參考。

關(guān)鍵詞： 鋼鐵工業(yè) 城市生活污水 應(yīng)用

1.前言

中國的人均淡水資源擁有量?jī)H為世界平均水平的四分之一。多年來，中國很多地區(qū)的水資源短缺、水污染嚴(yán)重的問題日益突出。隨著我國工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快，水資源已短缺已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，影響到城市的可持續(xù)發(fā)展以及公眾健康和生活水平。

近年來，我國鋼鐵工業(yè)處于高速發(fā)展階段，年鋼產(chǎn)量增幅在15%-22%。2007年全國鋼鐵產(chǎn)量達(dá)到4.89億噸，比上年增長(zhǎng)15.66%。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，不斷采用各種先進(jìn)的工藝、技術(shù)裝備和加強(qiáng)對(duì)用水、節(jié)水的管理，我國鋼鐵工業(yè)用水量已從高速增長(zhǎng)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛鲩L(zhǎng)。我國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)2005-2007年噸鋼耗新水量分別為8.6m3/t、6.43m3/t、5.31m3/t，就充分說明了這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。但從用水量總體而言，鋼鐵企業(yè)的用水量仍很大，水資源短缺也已經(jīng)成為我國部分地區(qū)鋼鐵企業(yè)生存和發(fā)展的制約因素。

在合適的城市建設(shè)大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)，可直接帶動(dòng)整個(gè)城市的崛起，直接影響其經(jīng)濟(jì)地位和未來的發(fā)展，具有舉足輕重的作用。目前，國內(nèi)即將興建新的大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)，其年產(chǎn)量均在1000萬噸以上。但即便是按照噸鋼耗新水量為2.55m3/t的國內(nèi)先進(jìn)指標(biāo)(國豐)，大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)其年總用新水量也將達(dá)到2550萬m3/a。而根據(jù)國家相應(yīng)規(guī)范，特大城市居民生活用水定額也僅為最高日180-270L/(人?d)，其巨大的用水需求勢(shì)必對(duì)地區(qū)的城市生活用水帶來巨大的壓力。如何合理的解決日益增長(zhǎng)的鋼鐵工業(yè)用水需求與城市生活用水需求之間的矛盾，需要加以細(xì)致的研究。

與民爭(zhēng)水，不應(yīng)成為鋼鐵企業(yè)滿足其自身用水需求的措施；鋼鐵企業(yè)也不應(yīng)作為一個(gè)單純的污染大戶、耗水大戶屹立于城市之中。和諧發(fā)展，協(xié)調(diào)發(fā)展，注重環(huán)保，應(yīng)是鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所需要注重的。

本文從總體角度對(duì)鋼鐵工業(yè)用水和城市生活用水作了初步的分析，就城市生活污水作為鋼鐵工業(yè)水源的可行性進(jìn)行了探討，供參考。

2.城市生活污水的特點(diǎn)

城市生活污水來源，主要是人們?nèi)粘Ｏ此?、洗澡、洗衣用水、排泄物及沖洗水等幾個(gè)方面。城市生活供水的80%都轉(zhuǎn)化為了污水，城市生活污水主要為有機(jī)物，目前生物處理方法已經(jīng)非常成熟。

經(jīng)過城市市政污水處理廠出水水質(zhì)一般執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18919-2002)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)《2008年中國污水處理行業(yè)研究報(bào)告》，到2006年底，全國656個(gè)城市有城市污水處理廠814座，城市污水處理總量201億立方米，城市污水處理率57.10%。到2010年城市污水處理率要達(dá)到70%，年處理污水約280億立方米，全國將新建污水處理廠1000多座。

3.城市生活污水作為鋼鐵工業(yè)水源的可行性

3.1從水量上判斷城市生活污水作為鋼鐵工業(yè)水源的可行性

按照我國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)2007年噸鋼耗新水量5.31m3/t指標(biāo)，2007年全國鋼鐵產(chǎn)量4.89億噸，全年工業(yè)新水總需求量約為25.97億m3。城市污水處理總量遠(yuǎn)大于全國鋼鐵企業(yè)工業(yè)新水總需求量。從生活污水處理總量而言，城市生活污水完全可以作為鋼鐵工業(yè)水源，作為鋼鐵工業(yè)用水的可靠保證。

由于鋼鐵工業(yè)本身所產(chǎn)生的污水即便全部脫鹽制取工業(yè)新水或純水、軟化水等，從水量上而言，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)需求的。因此，將城市生活污水作為鋼鐵工業(yè)的可靠水源，進(jìn)行深度處理用于制取工業(yè)所需用水，是非常合理的。

3.2從水質(zhì)上判斷城市生活污水作為鋼鐵工業(yè)水源的可行性

3.2.1作為鋼鐵企業(yè)回用水源

在鋼鐵企業(yè)中，大量的水用于直流沖渣和沖洗地坪等，該部分用水對(duì)水質(zhì)要求較低。從水質(zhì)指標(biāo)來看，經(jīng)過城市污水處理廠處理后的生活污水，完全可以直接作為鋼鐵行業(yè)的回用水使用，用于直流沖渣和沖洗地坪等。

3.2.2作為深度脫鹽處理制取工業(yè)新水、純水、軟化水、脫鹽水的水源

1).目前工業(yè)污水回用制取工業(yè)新水、純水、軟化水、脫鹽水所存在的問題

鋼鐵工業(yè)污水也主要來源于濁循環(huán)水系統(tǒng)的排污水(敞開式凈循環(huán)水系統(tǒng)的排污水一般作為濁循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水、冷軋、焦化工業(yè)廢水等特種工業(yè)污水通常單獨(dú)處理)。鋼鐵企業(yè)全廠工業(yè)污水一般具有以下主要污染物：濁度、COD、硬度與堿度、油類、鹽類等。

國內(nèi)大型鋼鐵企業(yè)，如首鋼、濟(jì)鋼、太鋼等，均建設(shè)了工業(yè)污水采用雙膜法制取工業(yè)新水、純水、軟化水、脫鹽水回用的水處理設(shè)施。從實(shí)際運(yùn)行效果來看，在不同程度上存在著系統(tǒng)污堵快、清洗頻繁以及由于頻繁清洗造成的反滲透脫鹽率下降、頻繁更換保安過濾器濾芯等現(xiàn)象。

這主要是由于進(jìn)入脫鹽深度處理系統(tǒng)的原水含有油及一定的COD造成的。由于工業(yè)污水經(jīng)過常規(guī)處理后，其出水的COD、油含量雖然很難滿足反滲透要求但已經(jīng)處于低值，COD含量一般為每升水幾十毫克，油含量一般為1~5mg/L，因此采用生化處理或是氣浮法等均難以取得令人滿意的效果。油和COD對(duì)于反滲透系統(tǒng)而言，影響巨大，也是目前鋼鐵企業(yè)工業(yè)污水采取雙膜法脫鹽回用所面臨的主要問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由這些有機(jī)物造成的反滲透系統(tǒng)故障占全部系統(tǒng)故障的60~80%。一般反滲透膜要求進(jìn)水油的含量應(yīng)低于0.5mg/L，COD不大于20mg/L(采用低污染膜)。

針對(duì)上述情況，一般在現(xiàn)有工業(yè)污水常規(guī)處理后采取活性炭過濾等方法加以解決，但效果仍不甚理想，往往也有將連鑄、熱軋濁循環(huán)水系統(tǒng)所排含油工業(yè)污水不納入反滲透脫鹽系統(tǒng)的。

2).將生活污水作為深度脫鹽處理制取工業(yè)新水、純水、軟化水、脫鹽水水源的優(yōu)點(diǎn)

將城市生活污水進(jìn)行進(jìn)一步脫鹽處理，可制取工業(yè)新水、純水、軟化水、脫鹽水用于工業(yè)生產(chǎn)。與鋼鐵企業(yè)本身所產(chǎn)生的工業(yè)污水相比較，更容易通過預(yù)處理使之滿足脫鹽工藝進(jìn)水的要求。

城市生活污水所含油類為植物性油，對(duì)反滲透膜影響較??；城市生活污水的可生化性也好，可以通過進(jìn)一步的生化處理方法(如MBR法等工藝)降低COD和BOD含量。國內(nèi)已經(jīng)有大量成功采用MBR法與反滲透脫鹽串聯(lián)的水處理工藝流程。

3.3從經(jīng)濟(jì)投資角度判斷城市生活污水作為鋼鐵工業(yè)水源的可行性

對(duì)于鋼鐵業(yè)本身而言，鑒于環(huán)保要求的日益增強(qiáng)，已經(jīng)在企業(yè)建有污水廢水處理站以及后續(xù)的深度脫鹽處理設(shè)施。按鋼鐵企業(yè)本身用水的需求量引入城市生活污水作為水源，雖然會(huì)增加企業(yè)內(nèi)部水處理站的一次性投資和長(zhǎng)期的運(yùn)行費(fèi)用，但企業(yè)本身可省去大筆從城市引水的費(fèi)用，另外，原先的工業(yè)新水處理站也可省去。從總體來說，仍然是比較合適的。

另外，更重要的一點(diǎn)，隨著國家對(duì)水資源控制的日益嚴(yán)密，鋼鐵業(yè)要發(fā)展，必須極大的降低對(duì)新水的依賴性。如果鋼鐵行業(yè)能為本地區(qū)的環(huán)境保護(hù)做出積極的貢獻(xiàn)，那其本身發(fā)展所受的限制也會(huì)放寬。

4.采用城市生活污水作為鋼鐵工業(yè)水源建立區(qū)域大串級(jí)用水的設(shè)想和建議

鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)現(xiàn)普遍采用循環(huán)-串級(jí)供水體制、限制工業(yè)新水的直流用水，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)水系統(tǒng)的節(jié)能減排。但這只是企業(yè)內(nèi)部一種小范圍內(nèi)的節(jié)水方式。企業(yè)內(nèi)的串級(jí)用水仍無法改變鋼鐵業(yè)作為耗水大戶這一地位。

如果城市生活污水回用能在鋼鐵行業(yè)普遍采用，既能緩解鋼鐵企業(yè)的用水壓力，同時(shí)也能大大降低城市生活用水的壓力，更多的上游水資源可以直接用于城市的發(fā)展。另外，將城市污水作為鋼鐵業(yè)的水源，可以將鋼鐵業(yè)從與城市爭(zhēng)水轉(zhuǎn)到城市用水的下游用戶，既可以極大的減少對(duì)上游新水的需求量，也是城市生活污水一個(gè)最好的用途。將鋼鐵行業(yè)從一個(gè)耗能大戶、污染大戶轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)污水接受體，消耗城市污水。

5.小結(jié)

將城市生活污水作為非傳統(tǒng)水源，深度處理回用于鋼鐵工業(yè)，可以解決生產(chǎn)發(fā)展與供水的矛盾，保障工業(yè)用水需求，實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也能保障城市生活用水的需求，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

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