污水处理技术工艺

浅谈废水零排放与钢铁企业的水资源管理

发布日期:2019-07-23 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

探讨工业“废水零排放”的内涵,指出废水零排放是“工业理想”,是“清水定义”的努力之一,但必须适应当地条件,对工厂的政策,兼顾环境保护和经济双赢。废水零排放包括一系列废水排放继续“零”的行动和过程,其实质是实现零灰水足迹。因此,工业企业废水处理的实际选择是“接近零排放”,目的是实现废水中新的水消耗,废水和污染物的共同减少。通过对中国钢铁协会近20年来的统计数据中大中型钢铁企业水资源管理绩效指标的分析,得出结论:全过程钢铁企业约1.5-2.0 m3 / t。分析了我国钢铁行业节水工作存在的问题,提出了促进海水,雨水,城市再生水,企业外部蒸汽(含冷凝水)等非常规水资源的开发利用,强化非常规水资源利用过程中的环境。风险管理和其他建议。

就废水零排放问题提出建议和进行思考

(一)废水零排放是什么?

广义上的“零排放”是指不向生态环境排放废气、废液和固体废物。本文讨论的“废水零排放”问题主要是工业废水废液的“零排放”问题。

1972年,美国提议对其水污染管制法案进行修订,要求1977年7月1日和1983年7月1日之前使用"限制废物处置的可行和最佳实践控制技术(BPT)"的现有工业排放单位(包括发电厂)使用"可以经济地实现的最佳可行技术(BAT)限制废物处理,",并在1985年之后不再将所有污染物排放到可通航水域中。为了实现减少所有污染物排放的国家目标[1]。结果,废水零排放(零液分离,ZLD)的概念应运而生。由于火电企业大量的用水量和大量的余热,ZLD当时的主要应用领域是火电行业。

废水的零排放通常意味着,除了蒸发和风吹等自然损失之外,所有的工厂水都通过工厂循环(通过各种处理),并且没有废水排放到工厂外。积聚在水循环系统中的盐被蒸发。结晶以固体形式排出[2]。

(2)废水零排放热的思考

1.零排放是一个日益接近的“工业理想”。

由于现有的废水处理技术很难真正实现废水的完全封闭循环,因此ZLD只能是无限近的目标,不能成为误导企业和政府官员的负责人[3]。

2000年,美国环境保护署发布了一份研究报告EPA 625 / R-99/008“金属表面处理零排放”[4],其中描述了“接近零排放”(AZD),其中提到“废水排放“是一个更务实的最佳可行技术,相当于国内学者近年来所说的”近零消费“(NZD)。

笔者认为,废水零排放不仅是水资源管理的目标,也是实现这一目标的一切行动过程。因此,AZD或NZD应是工业企业污水处理的现实选择。

2.不断发展无废水排放技术

自20世纪70年代以来,国内外发展了大量的ZLD、AZD(NZD)技术,特别是近年来,随着我国环境保护政策和排放标准的不断提高,我国在火电、煤化工等领域也取得了长足的发展。采用了一系列单一或综合工业废水ZLD、AZD(NZD)工艺,取得了明显的效果。以文献[5]为例,介绍了美国RCC公司对含有大量无机盐或溶解总固体(总溶解固体,TDS)的工业废水的技术、设备和应用性能,分析了我国燃煤电厂常用的几种ZLD、AZD(NZD)技术,分析了其应用过程中存在的问题,并对今后的技术发展方向提出了建议。文[8]介绍了煤化工高盐水处理过程中的热浓缩工艺和膜分离技术。文献[9]介绍了化工制药废水的反渗透处理工艺。

根据国内和国际申请,ZLD和AZD(NZD)都有待改进的问题。相信随着相关废水处理工艺,技术和设备的不断进步,以及由此产生的固体废物(或危险废物)如浓盐和污泥的综合利用,以及安全处置技术的成熟,工业的排放废水它将进一步减少废水处理过程中产生的浓盐和污泥等固体废物(危险废物),并将继续实现全面循环利用,从而逐步实现真正意义上的零排放。

三。废水零排放应基于生命周期评估。

废水处理过程不可避免地伴随着化学品和能源的消耗,药品和能源的生产和使用也产生一定的环境负荷。同时,由于废水处理过程中不可避免的废水,废液,固体废物和其他污染物,如果使用的工艺技术不合理,在该过程中添加的新二次污染物总量不容忽视。因此,大大减少了污水减少带来的污染物减排效果。在这种情况下,如果工业“废水零排放”的目标只是针对废水的减少或零排放,只需将污染物从水中转移到大气或固体中就可以“走出去”。浪费。 。例如,近年来,关于湿法烟气脱硫脱硝工艺技术的国内问题主要在于湿法脱硫脱硝工艺中的“废水零排放”。当在系统中反复循环时,含有大量盐的污水会部分蒸发或发生。运行滴水,对大气,地下水和土壤造成污染。一些专家质疑“废水零排放是一个错误的主张”,一些专家质疑湿法烟气脱硫和反硝化过程(如燃煤发电)的“白色”排放。烟草羽状是烟雾的主要原因。因此,必须注意减少废水处理结束时产生的大量浓盐,即“废水零排放”的目标应该是不断争取“固体和液体零排放”。整个废水处理系统。

结果表明,废水零排放是系统的一项综合性工程,从整个系统的角度、总消耗量、总排放量等方面对污染物的减排进行了研究。生命周期评价(生命周期评估,LCA)是一种用于评估整个生命周期中产品、工艺过程或生产活动造成的环境负荷的方法。它是研究能源、资源利用和废物排放的影响的定量方法,该方法考虑到整个系统、总消耗量和总排放量。它已成为一个重要的环境管理工具和一个环境保护的预防手段。同济大学采用LCA技术评价和选择中国污水处理工艺[10]。2008年,作者还采用LCA方法优化钢铁企业循环冷却水的浓度倍数[11]。LCA方法在污水处理领域的应用越来越受到人们的关注。

废水零排放必须平衡环境保护和经济双赢

当前,生态环境不仅是关系党的使命和宗旨的重大政治问题,也是关系人民生活的重大社会问题。坚决打赢污染防治战,保护蓝天、碧水、净土,是生态文明建设的重要组成部分。这也是建设美丽中国、满足人民美好生活需要的内在要求。这也是实施中华民族可持续发展“根本规划”的关键一步。

争取清洁用水,实现废水无排放。地方政府只是在追求“目标”环境治理绩效,绿色企业热衷于金矿开采的“零排放”市场,污水企业则在努力获得多重需求,以应对环境压力。媒体不断看到各种不增加成本的"零排放"项目和结果。但“第一个实现零排放的公司”的出现本身就说明了这种“零排放”的尴尬。其中许多成果仅限于单一设备或工艺,仅部分减少污染物或在企业内不同系统之间转移。其巨大的建设成本和长期的运营负担也使得大部分的成果往往停留在“示范”。

对于污水企业,在积极履行企业社会责任和环境责任的同时,坚持以市场化的原则,追求社会声誉和经营绩效的最优配置,实现企业价值最大化。因此,政府和企业都不应该盲目追求零排放的闪光标志牌。要实现环境保护和经济的胜利,探索更高效、更经济的工业废水处理技术,是一种符合我国现状的实用方法。零排放废水不能成为一种概念游戏,成为一种技巧,而是要成为企业实践生态文明的一种自发行为和目标。

近年来,水资源管理会计[12-14](WMA,又称水资源会计、水资源会计、水管理会计等)是水资源资产管理的创新,是环境会计的发展和延续。水管理会计的主要内容包括:水资源价值评估、权益取得、开发投资、开发成本和费用、开发收入、保护支出、水资源使用权回收和转让。会计核算,以及水资源会计信息的披露方法和要求。将传统的财务会计方法与企业水资源管理相结合,有助于更好地理解企业水资源管理活动的经济性,反映和控制水资源的生态循环和消耗过程及结果,并有助于提高企业水资源管理的效率。促进企业在经济发展和环境保护之间保持平衡和可持续发展。

二.钢铁企业水资源管理简析

(一)统计指标的严肃性有待提高

近二十年来,我国钢铁工业依靠技术进步和科学管理,通过采用新的节水工艺和新技术,改进了循环水系统,实现了水资源串联、外排循环利用,扩大了非常规水源的利用,不断降低了产品的新耗水量,减少了污水排放,对节水工作取得了显著效果。吨钢新用水量从2000年的28.96m3/t下降到2018年的2.75m/t,下降了90.3%。吨钢废水排放量从2000年的16.83m3/t下降到2018年的0.69m3/t,下降了95.9%。

钢铁企业每吨钢新耗水量与钢吨钢排放量之间的差异主要体现在水蒸发量和生产过程中的泄漏量和泄漏量。如果企业的生产组织结构没有经过重大调整,生产过程中水的蒸发基本稳定,随着钢铁企业能源和环境管理水平的提高,漏水和漏水的损失普遍降低。 。根据国际钢铁协会2011年对20家钢铁企业进行的调查,每吨钢新耗水量与每吨钢钢排放量之间的差异在1.6-3.3 m3 / t之间,其中大部分为是蒸发损失[15]。冶金工业规划研究院刘涛[16]认为,钢铁企业冷却水系统的蒸发损失约为2.8m3 / t。

从中国钢铁协会统计数据中的大中型钢铁企业情况来看,每吨钢铁新耗水量与每吨钢铁废水排放量之间的差异呈整体下降趋势,并与国内外钢铁企业进行了比较。自2007年以来,特别是在过去两年内,这一差距一直很小,约为210万吨/吨,如图2所示。另一个原因是一些钢铁企业增加了城市中水的使用,加强了雨水的收集和利用,使吨钢新耗水量继续下降。这也表明,近年来随着水资源管理的加强,大中型钢铁企业的水系统渗漏现象得到了有效的控制,但相对稳定的蒸发水将长期存在甚至增加。随着企业生产线的扩建,但工业平均蒸发量得到了控制。失水量不超过2 m/t,作者认为,钢铁企业全过程吨蒸发失水量在1.5~2.0 m/t之间是合理的,北方干燥区企业蒸发损失较大。

近年来,一些国内钢铁公司宣布,它们实现了废水零排放。然而,这些公司中的一些新的钢铁耗水量目标高达3m3/t,比上述统计中所包括的大中型钢铁公司要大得多。特别是近年来新的用水量与废水排放之间的差异,其中一些企业还大量使用城市用水或收集和使用部分雨水。因此,如果这些公司确实实现了废水的零排放,那么这就意味着这些公司内部存在大量的水蒸发或渗漏,这反过来表明这些公司管理不善。还是这些公司需要质疑他们所谓的“零排放”?

因此,我国钢铁企业用水排水统计指标的严肃性还有待加强。对于明显偏离常规数据的统计数据,建议组织技术力量进行验证,或指示企业进行自己的审计和自我检查。钢铁企业自身要严格执行统计规范,确保统计数据的真实性、准确性和可验证性。

(2)注意减少水量,鄙视污染物减排

长期以来,评价工业企业节水工作的重要指标之一就是单位产品耗水量。例如,反映钢铁企业节水工作的主要指标是吨钢耗新水。为促进工业企业节水和提高用水效率,2013年,工业和信息化部、水利部、国家统计局和国家水利厅联合发布了《水资源综合利用指导意见》。二是重点产业利用效率(工业和信息化部联合节庆[2013]367号);2016年,国家发展和改革委员会发布了《节水带头人指导意见》。2017年,工业和信息化部会同水利部、发改委、质量监督检验总局联合发布了《K区实施节水领导行动细则》。安永水务企业(信息和通信技术科,2017年第16号)。虽然这些文件中提到的水效率指标包括单位产品的取水量、再利用率、循环利用率、废水再利用率、漏水率等指标,但单位产品的取水量无疑是最重要的指标,因为先进的水效率指标是其他指标的真实性最终将反映在单位产品中。进水口是进度的指示器。因此,降低新水的消耗量是工业企业节水的重要任务。

从排水角度看,废水零排放已成为企业应对环保压力的品牌。因此,不断减少废水排放总量是企业“生存和防御”的实际需要。

由于节水、减水工程的经济性差,目前大多数企业将依靠节水工作,减少废水排放的重点是减少新的用水量和废水排放,废水排放标准和政府下达的评估目标为主,减少排放废水中污染物浓度的连续降低。

但笔者认为,污水只是污染物的载体,而环保的目的是减少污染物的排放。因此,不断减少污水中各种污染物的总量是工业企业水资源管理的重要任务之一。

(3)节水工作中存在“一刀切”的问题。

尽管国家禁止“一刀切”的环境保护工作,但在实际工作中,“统治者将衡量世界”是不可避免的。从外部看,只有以统一的绩效指标来评价不同企业工作的先进性,才能提高企业的信誉度,促进企业的不断发展。从公司内部看,外部压力是驱动力,外部评价是指挥棒。公司还需要不断赢得社会的认可,保持良好的社会声誉。

事实上,不同地区企业所处的自然环境和社会环境等外部条件差别很大,如水资源稀缺,环境容量,相关利益相关者对当地环境质量的要求,以及不同企业之间的生产流程和设备。技术,管理体系和员工素质的内部条件也不同。因此,有必要适应当地条件,促进公司的节水减排工作。

(4)污水使用不当的情况更为常见

在工业企业的节水工作中,水资源的串联利用和循环利用是一个重要的概念。然而,工业污水的不当使用将导致更严重的环境污染。例如,许多钢铁企业将简单处理后的工业废水用作高炉洗渣水、钢渣处理冷却水、厂区道路洒水、绿化用水等(露天使用,即用水或使用后直接排入自然环境)。高炉洗渣和钢渣处理过程中产生的废水是有毒的。有害物质将以水蒸气排放到大气中。在道路洒水和绿化浇花过程中,污水中的有毒有害物质会长期渗入土壤,对大气环境、地下水系统和植物土壤造成污染。

因此,随着生态环境治理工作的深入,工业企业应通过技术改造,逐步提高中国的水质,减少对中国水的开放利用。

3.加强钢铁企业水资源管理的几点建议。

2012年1月,国务院发布了“国务院关于实施严格水资源管理制度的意见”(国发[2012] 3号)文件,并对实施“国发[2012] 3号”文件作出了全面安排和具体安排。最严格的水资源管理系统。 2013年1月,国务院办公厅(国务院办公厅关于印发“最严格水资源管理体系评估办法的通知”)发布国务院办公厅(2013)第2号,澄清评估内容和评分方法。从那时起,地方政府也就最严格的水资源管理系统的实施提出了具体的实施意见。

2015年4月,国务院发布了《水污染防治行动计划》(国发[2015]17号)。2018年6月,《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护和防治污染强战的意见》提出要坚决打赢这场仗。保卫蓝天,争取保卫碧水之战,坚决推进保卫净土之战。

实施最严格的水资源管理制度,加强水污染防治,争取清洁用水。企业是主要的参与者。针对国内外工业企业水资源管理的最新研究成果和发展趋势,针对钢铁企业水资源管理中存在的问题,提出了加强钢铁企业水资源管理的建议。

(一)加强水资源基础管理,普及先进水资源管理工具的应用

加强水资源管理机构和制度建设,建立协调高效的取、产、用水、排水水资源管理体系;认真落实取水许可制度,严格执行水资源管理制度。取水许可证审批程序;建立日常检查和维护制度,防止渗漏;建立和完善水统计。加强水资源管理体系信息化建设,确保水资源管理数据的完整性、真实性和准确性,定期开展水平衡试验,加强用水效率和总量分析,制定和实施水资源管理体系。-节水计划和年度节水计划,并推动实施重点节水技术改造项目。开发应用节水新技术、新工艺、新设备,加快淘汰落后用水技术、设备、器具;加强目标责任管理和考核,开展标准匹配和达标活动,开展节水新工艺、新工艺、新设备的推广应用。降低单位产品耗水量,提高水资源利用效率。

目前,我国工业企业水资源管理仍然粗放,水平衡测试、水足迹、水管理核算、生命周期评价等先进的水资源管理工具尚未得到广泛应用。建议有条件的企业应将水平衡测试作为水资源管理的基本工具,逐步推广应用水足迹、水管理核算、生命周期评价等先进的水资源管理工具。

如果水平衡测试的重点是水资源的消耗,那么工业水足迹研究的重点不仅是水资源的消耗,而且是水资源的污染。工业水足迹是在水足迹理论的基础上制定的一项物理指标,专门用于分析工业生产过程中水资源的消耗及其对环境的影响。研究内容包括各种工业原料、辅助材料和生产工艺对水资源的消耗和水资源的污染。即在生产过程中的绿色水足迹、蓝色水足迹、灰色水足迹和隐蔽水足迹。国内研究成果综述[17-20]绿色水足迹是指公司收集和使用的雨量。蓝水足迹是指公司直接消费传统水源(直接蓝水足迹);灰水足迹是指根据自然本底浓度和现有的环境水质标准,即“所占污染能力”,吸收和同化污水排放污染物所需要的轻水量;隐含的水足迹也可称为原辅助水足迹,包括工业原材料、辅助材料、能耗、在整个生产过程中,公共部门在隐含的水足迹(间接的蓝色水足迹)中所占的份额。因此,在零排放废水的污染防治需求方面,工业企业的灰水足迹比绿色水足迹、蓝水足迹和暗水足迹具有更大的研究价值。从这个角度来看,工业企业要提倡零排放废水的性质,事实上,要实现零灰水足迹的企业。

(二)促进非常规水资源利用。

积极鼓励企业开发利用海水、雨水、城市中水、凝结水和企业蒸汽系统中的蒸汽等非常规水资源,全面减少钢铁工业的地下水和地表水摄入量,促进水资源的再利用。国内外关于海水利用的研究文献很多,本文仅对其他非常规水资源的开发利用进行了简要的论述。

1.雨水的收集、处理和利用,应注意国家最新标准有关内容的定位。

目前,由于场地限制,大多数企业都没有雨水收集和利用设施。相反,他们利用雨水污染分流排放雨水,一些企业的雨水污染分流是不存在的,没有发挥好作用。

由于工业企业地下雨水成分复杂,城市雨水中的石油、COD、重金属等污染物含量较高。随着国家对环境保护的日益重视,在雨水收集处理的早期阶段,工业企业厂区雨水越来越重要。2016年新的室外排水标准是“室外排水设计规范”(GB 50014)。工业区的初期雨水和雨水污染处理特别有限,“新建地区除雨水少干地区外,采用引水系统;现有排水系统应按照城市排水规划的要求建设,雨污分流改造应按照城市排水规划的要求进行;未规定排水条件的地区,应关闭排水系统。第一条第四款规定的提高截留倍数和加强对降雨早期防治的措施;“工业区内经常受到有害物质污染的雨水,经预处理达到相应标准后,排入排水管”。第4.1.6条规定。

因此,有必要全面实施雨污分流,加强雨水的收集,处理和利用,特别是初期的雨水。

然而,雨水是一种宝贵的天然淡水资源,源自大自然,应回归大自然。如果使用,建议列入新的水消耗指标用于统计,或设计单独的雨水消耗指标用于统计。但是,雨水是免费的,不应支付用水费用。

2.城市可再生水的利用是城市钢铁企业促进城市生态文明建设的重要工具。

城市中水主要是指在城市污水或生活污水经过处理后,可在一定范围内再利用的非饮用水,达到一定的水质标准。根据中国(2016)2849号“十三五”城市污水处理及回收设施建设计划,在十三五计划期间,应进一步改善中国城市和县中水的利用率。到2020年底,京津冀地区将不低于30%,缺水城市中水的利用率将不低于20%(2015年约为12.1%),其他城市和县将力争达到15%(2015年为4.4%)。

值得注意的是,与发达国家标准相比,目前我国城市再生水利用的相关标准较低,不涉及一些风险较高的新污染物,特别是生态和景观中再生水的使用。环境,农业灌溉和地下水补给。其他地区存在一定的安全隐患,增加了地下水污染和农业食品安全的风险。随着我国再生水利用科学研究的不断深入和再生水处理及监测技术的不断进步,相关标准将得到进一步完善和提高。作为城市再生水利用的潜在大用户,钢铁企业,特别是大中型钢铁企业,应该自我加压和自我约束。在积极推进城市再生水利用的同时,要加强对再生水安全使用的管理,加强再生水的后处理。水质监测,加强对再生水利用设施或景观绿化土壤的监测,提高城市再生水利用效率,不断减少污染物排放。

三。加强凝析油的利用,是钢铁企业进一步深化节水工作的潜力所在。

如上所述,全加工钢铁公司因蒸发吨钢(包括蒸汽管网等凝结水)而损失的水量在1.5-2.0立方米/吨之间。保守地计算为1.5m3/t,在室温和压力下1.5m3水分蒸发的早期热量约为3.6gj,约为123公斤标准煤。换言之,全加工钢铁公司因水蒸发损失而带走的热量总量约为123 kgce/t。因此,回收钢铁公司排放的蒸汽(包括凝结水)及其所含的热量,潜在的节能节水效果显著,商机巨大。

然而,由于钢铁企业中废蒸汽的分布相对分散,并且乏蒸汽余热回收的热效率很低,所以废蒸汽的余热和废蒸汽的冷凝水的回收较差,并且实际应用不受限制。

开发废弃蒸汽余热及其凝结水回收的最佳适用技术,是钢铁企业进一步深化节能,节水减排的有效潜力。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,开发相关技术,新技术和设备,推动钢铁企业节能节水工作实现深入,精益。

结束语

随着生态文明建设的深入,国家节能减排政策和标准越来越严格,钢铁企业精细水资源管理受到越来越多的关注。废水零排放已成为企业提高可持续发展和竞争力的能力。重要的抓地力但目前,钢铁企业在水资源管理和废水零排放方面仍存在诸多问题。有必要加强管理或进行深入研究。特别是中国钢铁企业的水和废水统计指标的严重性需要加强。

浅谈废水零排放与钢铁企业的水资源管理

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