钢铁企业节水潜力分析
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钢铁企业节水潜力分析
肖丙雁 宝钢工程技术集团有限公司 (技术总监/教授级高级工程师)
2017年6月
目录
01 取得的成效 02 存在的问题 03 潜力分析 04 结论
•Page 1
1 取得的成效
1 形成了完善的节水管理体系
相继发布实施的《钢铁企业节水设计规范》(GB50506-2009)、《钢铁企业 给水排水设计规范》(GB50721-2011)、《钢铁工业污染物排放标准》 (GB13456-2012)、《钢铁工业环境保护设计规范》(GB50406-2007)等一系列 标准规范,以节水减排为中心,汇聚行业内合理用水的经验,不仅在技术方向, 并且在具体的实施细则上给出了一系列的解决方案。
3 新技术新装备的应用
1 取得的成效
青钢集中水处理中心 集制水、废水回用、光伏发电、景观 于一体。
3 新技术新装备的应用
1 取得的成效
湛江海水淡化示范项目
项目采用热法海水淡化工艺,设置低温 多效蒸馏装置,以海水作为原水制备淡 化水。 低温多效蒸馏海水淡化系统采用水平管 降膜多效蒸发器,进料工艺为平行进料 方式,单套蒸发器共7效,蒸汽喷射器 (TVC)设置在第7效,进入蒸发器的最 高蒸汽温度小于70℃。 海水淡化系统由以下子系统组成:物料 水系统、成品水系统、冷却海水系统、 浓盐水系统、凝结水系统、加热蒸汽系 统、真空系统、化学加药系统。
实施单位:电厂废水处理联合科研团队
2 特殊废水的针对性处理
3 潜力分析
煤化工脱硫废液生产高品质结晶盐
3 潜力分析
3 分质提盐及浓盐水的资源化研究
宝钢对湛江钢铁烧结脱硫废水、电厂脱硫废水、高炉煤气洗涤水利用双极膜对浓盐水进
行酸、碱制取的资源化小试,可得到5-8%浓度的氢氧化钠和盐酸。
1、双极膜电渗析:cmx+amx+BP-E 五组 11*27
3 潜力分析
2 特殊废水的针对性处理
水质指标 钙离子 镁离子
原水 2400 670
预处理后 10 28
去除率 99.6% 95.8%
实施案例:宝钢股份电厂废水零排放科研
目前成果
脱硫废水化学药剂软化试验,已确定 最佳pH、药剂投加量等重要参数; 钙、镁离子去除率分别为99.6%、 95.8%,取得很好的软化效果; 吨水处理成本约为13~15元; 混凝沉淀产物中CaCO3含量在66.9~ 80.8%,可直作为脱硫剂回用于生产源 头。
时间
电压
电流
-
5-120
稀酸废水 <5000
2-5
5060
-
1-5
浓碱废水 <10000
12-14
50
<5000
<5000
稀碱废水 <1500
8-12
50
<1000
<500
备注wenku.baidu.com
1 持续推进源头减排、分类处理
优化前
优化后
3 潜力分析
2 特殊废水的针对性处理
研究内容
3 潜力分析
脱硫废水化学药剂软 化试验
2017.3-2017.7
脱硫废水减量化试验
2017.7-2017.12
脱硫废水蒸发结晶试验
2017.8-2017.12
•脱硫废水化学药剂软化试验(实验室) •脱硫废水化学药剂软化试验(现场)
•超滤&弱酸树脂废水软化试验 •纳滤&高压反渗透脱盐试验 •浓水再浓缩试验(电渗析、DTRO工艺将废水减量80%)
• MVR蒸发技术和强制循环结晶技术将RO浓水蒸发 结晶成工业盐, •研究COD参数对蒸发结晶装置运行的影响
2 存在的问题
2 循环水系统的低浓缩倍数,影响水资源的充分利用
钢铁企业循环水用水量占总用水量的85%以上,冷却循环水系统数量多而系 统组成各具特点,有的水量大而用户点多而分散或用户点单一而集中,有的 水量小而用户单一或水量小而分散等不同的形式;作为钢铁生产的重要辅助 单元,满足钢铁生产工艺要求是重中之重,而针对不同的系统特点,往往没 有针对性的水质稳定或水量平衡的具体手段,由此循环水水系统普遍存在压 力不平衡或水质差等原因,造成系统浓缩倍数偏低等问题,直接影响到钢铁 工业水水资源的充分利用。
国内钢铁企业根据各自情况,针对自身特点,建立完善组织体系,分析节水 差距,制订节水规划,在钢铁行业市场整体低迷的情况下,力争通过节水提高钢 铁产品市场竞争力,达到了较好的效果,形成了完善的节水管理体系。
2 优秀的节水方法与理念得到普遍认可与应用
1 取得的成效
各个钢铁企业因地制宜,形成多种节水方法和理念,在行业内得到普遍认可 与应用,如: (1)宝钢在厂区内推广并应用串级供水,在机组间或机组内各生产环节推进废 水梯级利用,有效降低了吨钢耗水; (2)首钢和宝钢利用海水、太钢和唐钢利用市政污水等非传统水源进行制水, 将其用于钢铁生产,取得了良好的节水效果; (3)工艺机组逐步应用或完善高炉煤气干法除尘、干熄焦等工艺,有效减少了 源头耗水,实现了废水的源头减排。
目录
01 取得的成效 02 存在的问题 03 潜力分析 04 结论
Page 11
3 潜力分析
1 持续推进源头减排、分类处理
冷轧废水主要染物分析表
电导率 废水分类 (us/cm)
pH (-)
浓酸废水 >50000
0.5-2
温度 (℃)
5060
COD (mg/L)
Fe2+ (g/L)
油脂 (mg/L)
3 新技术新装备的应用
1 取得的成效
电氧化气浮技术的工程化运用
3 新技术新装备的应用
1 取得的成效
磁混凝工艺在含锌废水处理系统中的工程化应用
目录
01 取得的成效 02 存在的问题 03 潜力分析 04 结论
Page 8
2 存在的问题
1 浓盐水的有效处置,困扰废水回用的进一步发展
随着节水减排的推进与探索,以膜法除盐等工艺装备的应用,将不可避免地 产生浓盐水,浓盐水水量约占系统处理量的30%-40%,不同种类的浓盐水因 废水源水不同而水质差异较大;虽然全流程钢铁联合企业存在用水水量大、 水质种类多、用水品质差异大等可消纳浓盐水的优势,但因实际运行中存在 水量难以平衡、盐类在系统内富集造成管网和用水设备腐蚀等问题,既使用 于高炉冲渣,也有影响高炉水渣资源化的风险;目前,相关企业对所产生的 浓盐水通过冲渣、喷洒绿化或与其他废水混合后排放等不同途径消纳处置, 均在不同程度上对钢铁工业生产和生态环境,产生不利影响;因此,如浓盐 水最终处置不能有效得到解决,将严重困扰钢铁工业水资源的综合利用。
肖丙雁 宝钢工程技术集团有限公司 (技术总监/教授级高级工程师)
2017年6月
目录
01 取得的成效 02 存在的问题 03 潜力分析 04 结论
•Page 1
1 取得的成效
1 形成了完善的节水管理体系
相继发布实施的《钢铁企业节水设计规范》(GB50506-2009)、《钢铁企业 给水排水设计规范》(GB50721-2011)、《钢铁工业污染物排放标准》 (GB13456-2012)、《钢铁工业环境保护设计规范》(GB50406-2007)等一系列 标准规范,以节水减排为中心,汇聚行业内合理用水的经验,不仅在技术方向, 并且在具体的实施细则上给出了一系列的解决方案。
3 新技术新装备的应用
1 取得的成效
青钢集中水处理中心 集制水、废水回用、光伏发电、景观 于一体。
3 新技术新装备的应用
1 取得的成效
湛江海水淡化示范项目
项目采用热法海水淡化工艺,设置低温 多效蒸馏装置,以海水作为原水制备淡 化水。 低温多效蒸馏海水淡化系统采用水平管 降膜多效蒸发器,进料工艺为平行进料 方式,单套蒸发器共7效,蒸汽喷射器 (TVC)设置在第7效,进入蒸发器的最 高蒸汽温度小于70℃。 海水淡化系统由以下子系统组成:物料 水系统、成品水系统、冷却海水系统、 浓盐水系统、凝结水系统、加热蒸汽系 统、真空系统、化学加药系统。
实施单位:电厂废水处理联合科研团队
2 特殊废水的针对性处理
3 潜力分析
煤化工脱硫废液生产高品质结晶盐
3 潜力分析
3 分质提盐及浓盐水的资源化研究
宝钢对湛江钢铁烧结脱硫废水、电厂脱硫废水、高炉煤气洗涤水利用双极膜对浓盐水进
行酸、碱制取的资源化小试,可得到5-8%浓度的氢氧化钠和盐酸。
1、双极膜电渗析:cmx+amx+BP-E 五组 11*27
3 潜力分析
2 特殊废水的针对性处理
水质指标 钙离子 镁离子
原水 2400 670
预处理后 10 28
去除率 99.6% 95.8%
实施案例:宝钢股份电厂废水零排放科研
目前成果
脱硫废水化学药剂软化试验,已确定 最佳pH、药剂投加量等重要参数; 钙、镁离子去除率分别为99.6%、 95.8%,取得很好的软化效果; 吨水处理成本约为13~15元; 混凝沉淀产物中CaCO3含量在66.9~ 80.8%,可直作为脱硫剂回用于生产源 头。
时间
电压
电流
-
5-120
稀酸废水 <5000
2-5
5060
-
1-5
浓碱废水 <10000
12-14
50
<5000
<5000
稀碱废水 <1500
8-12
50
<1000
<500
备注wenku.baidu.com
1 持续推进源头减排、分类处理
优化前
优化后
3 潜力分析
2 特殊废水的针对性处理
研究内容
3 潜力分析
脱硫废水化学药剂软 化试验
2017.3-2017.7
脱硫废水减量化试验
2017.7-2017.12
脱硫废水蒸发结晶试验
2017.8-2017.12
•脱硫废水化学药剂软化试验(实验室) •脱硫废水化学药剂软化试验(现场)
•超滤&弱酸树脂废水软化试验 •纳滤&高压反渗透脱盐试验 •浓水再浓缩试验(电渗析、DTRO工艺将废水减量80%)
• MVR蒸发技术和强制循环结晶技术将RO浓水蒸发 结晶成工业盐, •研究COD参数对蒸发结晶装置运行的影响
2 存在的问题
2 循环水系统的低浓缩倍数,影响水资源的充分利用
钢铁企业循环水用水量占总用水量的85%以上,冷却循环水系统数量多而系 统组成各具特点,有的水量大而用户点多而分散或用户点单一而集中,有的 水量小而用户单一或水量小而分散等不同的形式;作为钢铁生产的重要辅助 单元,满足钢铁生产工艺要求是重中之重,而针对不同的系统特点,往往没 有针对性的水质稳定或水量平衡的具体手段,由此循环水水系统普遍存在压 力不平衡或水质差等原因,造成系统浓缩倍数偏低等问题,直接影响到钢铁 工业水水资源的充分利用。
国内钢铁企业根据各自情况,针对自身特点,建立完善组织体系,分析节水 差距,制订节水规划,在钢铁行业市场整体低迷的情况下,力争通过节水提高钢 铁产品市场竞争力,达到了较好的效果,形成了完善的节水管理体系。
2 优秀的节水方法与理念得到普遍认可与应用
1 取得的成效
各个钢铁企业因地制宜,形成多种节水方法和理念,在行业内得到普遍认可 与应用,如: (1)宝钢在厂区内推广并应用串级供水,在机组间或机组内各生产环节推进废 水梯级利用,有效降低了吨钢耗水; (2)首钢和宝钢利用海水、太钢和唐钢利用市政污水等非传统水源进行制水, 将其用于钢铁生产,取得了良好的节水效果; (3)工艺机组逐步应用或完善高炉煤气干法除尘、干熄焦等工艺,有效减少了 源头耗水,实现了废水的源头减排。
目录
01 取得的成效 02 存在的问题 03 潜力分析 04 结论
Page 11
3 潜力分析
1 持续推进源头减排、分类处理
冷轧废水主要染物分析表
电导率 废水分类 (us/cm)
pH (-)
浓酸废水 >50000
0.5-2
温度 (℃)
5060
COD (mg/L)
Fe2+ (g/L)
油脂 (mg/L)
3 新技术新装备的应用
1 取得的成效
电氧化气浮技术的工程化运用
3 新技术新装备的应用
1 取得的成效
磁混凝工艺在含锌废水处理系统中的工程化应用
目录
01 取得的成效 02 存在的问题 03 潜力分析 04 结论
Page 8
2 存在的问题
1 浓盐水的有效处置,困扰废水回用的进一步发展
随着节水减排的推进与探索,以膜法除盐等工艺装备的应用,将不可避免地 产生浓盐水,浓盐水水量约占系统处理量的30%-40%,不同种类的浓盐水因 废水源水不同而水质差异较大;虽然全流程钢铁联合企业存在用水水量大、 水质种类多、用水品质差异大等可消纳浓盐水的优势,但因实际运行中存在 水量难以平衡、盐类在系统内富集造成管网和用水设备腐蚀等问题,既使用 于高炉冲渣,也有影响高炉水渣资源化的风险;目前,相关企业对所产生的 浓盐水通过冲渣、喷洒绿化或与其他废水混合后排放等不同途径消纳处置, 均在不同程度上对钢铁工业生产和生态环境,产生不利影响;因此,如浓盐 水最终处置不能有效得到解决,将严重困扰钢铁工业水资源的综合利用。