2023年5月14日至20日是第32届全国城市节约用水宣传周,旨在动员广大市民共同关注水资源,营造全社会的节水氛围,树立绿色文明意识、生态环境意识和可持续发展意识。使广大市民在日常生活中养成良好的用水习惯,促进生态环境改善,人与水和谐发展,共同建设碧水家园。今年的主题是“推进城市节水,建设宜居城市”。
我国是水资源短缺国家,水资源短缺已成为我国生态文明建设和工业高质量发展的制约因素。2021年我国人均水资源量仅为2100立方米,约为世界人均水平的四分之一。我国工业取水量占总取水量的18%左右,其中高耗水行业取水量占工业总取水量的60%左右。市政污水及再生水的利用,将会在一定程度上缓解我国用水压力,特别是工业用水紧缺的局面。以钢铁行业为例,其用水量巨大,近些年来相关政策的发布促使钢铁企业向绿色钢厂、城市钢厂转变,水资源协同利用可以减少钢铁企业新水消耗量,同时也可以提高城市污水及再生水的利用效率,是推动城市钢厂建设的重要举措之一。然而,钢铁企业因为自身管理水平、计量监测、水处理工艺技术设备设施等不同,增加了钢铁企业利用城市污水及再生水的难度。为了推动城市与钢厂水资源协同利用,全国钢标准化技术委员会开展了一系列标准的制定,相关标准的制定促进了节水先进技术的应用,提高了钢铁企业水资源高效利用和管理水平,节水和开发水资源得到越来越多钢铁企业的重视。
根据钢协统计数据显示,2022年重点统计钢铁企业吨钢耗新水量2.42 m3/t,相比于本世纪初的29.3 m3/t减少了90%以上,已达到国际领先水平,这得益于钢铁行业推行的一系列节水举措,其中节水标准化工作的开展功不可没。
一、钢铁行业节水标准化工作稳步推进
钢铁行业节水标准化工作主要是从“十一五”开始,“十一五”时期是钢铁行业节水标准化工作的初创阶段。节水标准化工作经历了从无到有,并逐渐起到了举足轻重的作用。在国家相关产业政策要求下,钢铁行业对重点耗水企业相关工艺、技术、装备及企业标准化工作情况进行调研,收集整理行业现状及问题,分析未来发展趋势,开展钢铁行业水资源利用标准体系研究及建设工作,为后续钢铁行业节水标准的制定打下了良好的基础。
“十二五”时期是钢铁行业节水标准化工作的提升阶段。钢铁行业按照相关政策文件要求,贯彻加强重点行业节水技术改造以及海水利用理念,加快标准体系建设并形成了以基础、取水定额、节水型企业评价、节水工艺、污废水处理及回用、非常规水资源利用(海水淡化等)、节水设备及装置等较为完善的细化标准体系。在此期间,钢铁行业重点发布了YB/T 4257.1-2012《钢铁污水除盐技术规范 第1部分:反渗透法》行业标准,本标准全面考虑了当时钢铁行业现状,是钢铁行业工业污废水处理技术的首个行业通用技术标准,在钢铁行业得到了大力支持,显著推动了反渗透法在钢铁行业的推广应用,为之后钢铁企业典型污废水处理及利用技术标准的制定打下了坚实基础。
“十三五”时期则是钢铁行业节水标准化工作的高速发展阶段。钢铁行业按照相关政策文件要求,充分调动全行业企业及资源,由全国钢标准化技术委员会组织相关企业、研究机构、大专院校等共同编写并发布了海水淡化、钢铁企业典型污废水处理及回用等一系列标准。制定并发布了GB/T 33463.1-2017《钢铁行业海水淡化技术规范 第1部分:低温多效蒸馏法》国家标准以及YB/T 4256.1-2012《钢铁行业海水淡化技术规范 第1部分:低温多效蒸馏法》YB/T 4256.2-2016《钢铁行业海水淡化技术规范 第2部分:低温多效水电耦合共生技术要求》、YB/T 4256.3-2016《钢铁行业海水淡化技术规范 第3部分:低温多效蒸发器酸洗要求》、YB/T 4256.4-2018《钢铁行业海水淡化技术规范 第4部分:浓含盐海水综合利用》等4项海水淡化行业标准,共同构成了钢铁行业海水淡化系列标准;典型污废水处理及利用方面发布了YB/T 4599-2018《炼焦废水深度处理技术规范》、YB/T 4699-2019《钢铁企业综合废水深度处理技术规范》、YB/T 4791-2019《钢铁工业浓盐水处理技术规范》、YB/T 4884-2020《钢铁企业冷轧含铬废水处理技术规范》等较为完善的典型废水处理及利用系列标准,推动先进技术应用,促进解决钢铁行业废水长期难处理利用难题。
“十四五”时期则是钢铁行业标准化工配合高质量发展关键期。加强标准化科研和标准体系建设,推动先进适用节水技术的应用,进一步提高节水意识和管理,开发水资源,促进钢铁企业与城市融合发展,推动钢铁行业绿色低碳发展。
二、钢铁行业关键节水标准影响力巨大
1.海水淡化系列标准
海水淡化系列标准的制定开创了钢铁行业海水淡化工程应用的先例,为后续其他钢铁企业海水淡化工程项目实施及其他行业借鉴提供了重要参考,目前海水淡化项目应用广泛,已在首钢京唐、山钢日照、宝钢湛江等沿海钢铁企业广泛应用。以首钢京唐为例,其二期海水淡化采用“水电共生、热膜耦合”技术路线,单体海淡规模3.5万吨/天,汽轮发电机组高至60MW。应用的“热膜耦合”将热法海淡浓盐水作为膜法海淡原料水,解决了膜法海淡在渤海湾因冬季水温低难以利用的瓶颈,系统回收率提高至60%;同时开展液体盐深度提取工程项目,形成了海水钙、镁、钠、溴等有价元素梯级分离、高效利用的技术路线。将海水淡化产生的浓盐水输送至三友化工进行化工制碱,制碱效率明显提高,构建了海水淡化和盐化工企业相结合的浓海水综合利用模式。
2.典型污废水处理及回用技术系列标准
YB/T 4699-2019 《钢铁企业综合废水深度处理技术规范》是相关国家课题的成果转化,解决了钢铁企业废水脱总酚和难降解毒性有机物深度去除等技术难题,尤其解决了总氮深度脱除这一世界性难题。此外,针对钢铁行业排放标准中的特征污染物制定关键技术,有效实现苯并芘、氰化物等毒性污染物减排,填补了标准空白。截至目前,本标准相关技术成果已在鞍钢、本钢、攀钢等多家钢铁企业十余项污水治理工程中得到成功应用,累计处理规模超过7000万m3/年,出水稳定达标,节水效果显著。
YB/T 4599-2018 《炼焦废水深度处理技术规范》的发布实施为钢铁企业焦化废水深度处理提供了可复制、可推广、高效先进的工艺技术路线,使得焦化废水处理回用率大大提升。YB/T 4791-2019 《钢铁工业浓盐水处理技术规范》的发布实施则为深度处理后浓盐水的资源化回收利用提供了先进、成熟、可行的技术路线。基于以上两项标准的技术内容,中国宝武宝山基地、湛江钢铁、迁安九江、马钢等钢铁企业已开展相关工程并取得一定成效。
三、钢铁行业节水标准化工作新征程
“十四五”时期是钢铁行业节水标准化工作的高质量发展阶段。钢铁行业将继续加强水资源利用领域标准化工作力度,重点针对以下方面开展标准化工作:
一是研究制定水资源利用智能管控及运行相关标准。加强智能化手段在全厂水资源循环利用上的应用,研究制定钢铁企业水处理智能管控系统、钢铁企业生产废水处理智能运行等方面的相关标准。
二是持续深化非常规水资源利用标准制修订。加强城市中水、雨水、矿井水等非常规水资源处理及应用,研究制定钢铁行业产城融合水资源高效利用、钢铁行业用市政污水、钢铁企业雨水处理利用等方面的相关标准。
三是探索制定水资源高效利用评价类标准。聚焦全厂水资源高效利用、典型污废水深度处理及回用、非常规水资源利用等,探索制定钢铁企业废水资源化利用评价指南、废水循环利用示范工厂评价、海水高效利用钢铁企业评价指南、产城融合模式下水资源高效利用等相关标准。
四是探索制定节水降碳新模式相关标准。聚焦“双碳”目标和全厂零排放目标,深入贯彻上下游全产业链协同治理,探索制定钢铁企业废水深度处理及协同降碳、先进节水工艺技术减碳量评估等相关标准。