盧 迪

（凌源鋼鐵集團有限責任公司，遼寧 凌源 122500）

1 鋼鐵企業(yè)工業(yè)水處理藥劑發(fā)展歷程

與國外工業(yè)科技發(fā)達的國家相比，我國冷卻水質發(fā)展時間比較短，起步比較晚，整體發(fā)展還存在很多技術限制。而國外對于工業(yè)水處理藥劑的研究更早，在過去的幾十年里已經成功完成了多次技術更新，目前已然形成了成熟且功能廣泛的水處理藥劑。水處理藥劑逐漸替代了鋼鐵產業(yè)中使用的傳統(tǒng)冷卻水處理系統(tǒng)，有效解決水資源，有助于實現(xiàn)企業(yè)水資源的循環(huán)利用，體現(xiàn)出較高的環(huán)保價值與經濟價值。從我國鋼鐵工業(yè)冷卻水技術發(fā)展情況來看，其發(fā)展起步較晚，大約從九十年代末開始引進先進的冷卻水處理設備以及配套的水處理技術，比如凈循環(huán)系統(tǒng)、濁循環(huán)系統(tǒng)等。在多年的應用與研究中，我國科研人員逐漸取得了技術突破，再加上現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的環(huán)保性、持續(xù)性要求，各鋼鐵企業(yè)更加重視水循環(huán)系統(tǒng)的建設，這也為工業(yè)水處理藥劑研究發(fā)展奠定了基礎。直到1980 年，我國寶山鋼鐵已經自主研發(fā)水處理設備，該廠實際水循環(huán)率高達95%，為我國水處理技術發(fā)展拉開序幕。當前我國鋼鐵企業(yè)已然擺脫水處理藥劑引進的局面，很多優(yōu)秀的國有企業(yè)、研究院已經能夠研制出性能穩(wěn)定的水質穩(wěn)定劑，并逐漸形成市場規(guī)模，能夠供給大型鋼鐵企業(yè)生產應用。

2 工業(yè)水處理藥劑類型與應用范圍

經過市場調查與統(tǒng)計能夠知道，目前我國鋼鐵行業(yè)中的水處理藥劑根據(jù)其應用范圍一般分為以下幾種：①用于煉鐵廠，煉鐵過程中需要很多高溫設備的支持，因此需要水處理藥劑以及水處理系統(tǒng)，其中包括開路系統(tǒng)與半開路循環(huán)系統(tǒng)；②用于煉鋼廠，煉鋼廠中包含很多設備與水處理系統(tǒng)，比如污水凈化系統(tǒng)、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)等；③用于熱軋廠，水處理藥劑通常應用于熱軋凈水系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)等系統(tǒng)中，藥劑類型包括凝聚劑、除油劑等。對于鋼鐵企業(yè)來說，其在鋼鐵生產與加工過程中也會涉及到多個水處理系統(tǒng)，再加上原料以及產品生產要求的差異，其所需水質也存在差異。比如，產量中等的煉鐵廠一般每小時所需水循環(huán)量能夠達到5560 平方米，以上水資源則通常被用于高爐封口冷卻以及整體冷卻處理。另外，其濁水循環(huán)系統(tǒng)每小時水量則為1560 平方米，以上就是煉鐵廠主要設備的用水情況。而對于產量中等的熱軋廠來說，其水資源則主要用于生產設備冷卻，其間接冷卻水循環(huán)系統(tǒng)用水量能夠達到10100 平方米每小時，且隨著生產規(guī)模的增加所需用水量也將增加。

3 工業(yè)水處理技術在鋼鐵企業(yè)中的應用情況

經過多年的技術、藥劑研究發(fā)展，當前我國大型鋼鐵企業(yè)已經能夠擺脫設備進口的局面，其中很多企業(yè)采取的是總承包的管理方式，直接由水處理供應商符合水處理藥劑的供應、投加、分析以及監(jiān)測工作，保障水循環(huán)系統(tǒng)的正常運行，同時還能夠減少企業(yè)的工作量，解決傳統(tǒng)藥劑采購中的弊端。我國水處理供應商不僅能夠為鋼鐵企業(yè)提供藥劑，同時還負責進行水處理，根據(jù)鋼鐵企業(yè)的實際生產情況與處理需求調整水質穩(wěn)定配方，改善水處理服務效果，有效解決水資源。

供應商全面服務模式已經得到市場的認可，當前很多大型鋼鐵企業(yè)都采取這樣的采購處理方式。具體來說，鋼鐵企業(yè)為供應商提供自己生產相關工藝參數(shù)與技術指標，供應商則根據(jù)實際情況提供水處理服務，在保障鋼鐵企業(yè)正常生產的同時提高水資源利用率，降低公司運行成本，促進鋼鐵企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。鋼鐵企業(yè)的水處理供應商一般會直接將辦事處以及實驗室建立在現(xiàn)場，能夠及時收集現(xiàn)場信息，跟蹤企業(yè)生產情況，并且隨時調整水處理藥劑的配方即劑量，同時還應當隨時劑量水處理情況，制作成報表與鋼鐵企業(yè)管理人員進行對接，展示水處理藥劑以及系統(tǒng)工作情況。這樣的處理工作模式能夠有效提高企業(yè)生產的效率，同時還能夠輔助企業(yè)落實降本增益工作，提高各項資源的利用率。我國很多大型鋼鐵企業(yè)已經配備了綜合污水處理系統(tǒng)與完善的污水處理設施，常見的污水處理系統(tǒng)包含混凝配水、絮凝沉淀、二次混凝、濾池多介質過濾、反滲透脫鹽五個基本單元，每個單元的工藝流程都不同，但是每個單元的功能與處理效果都會對其他單元造成影響，因此，技術人員應該重視其中每個環(huán)節(jié)的工藝處理情況，嚴格控制出水水質，這樣才能夠提高最終的水質。此外，鋼鐵企業(yè)污水處理的效果還會受到藥劑管理、水質監(jiān)控以及水處理工藝技術的影響，技術人員應該立足于鋼鐵企業(yè)生產發(fā)展實際情況，在生產管理之前明確各個單元處理的水質目標，之后再根據(jù)具體的水質目標明確現(xiàn)場處理工藝與技術，引進配套的處理設備，這樣才能夠提升最終的處理效果。

4 鋼鐵企業(yè)工業(yè)水處理藥劑的研究方向

4.1 耐高溫發(fā)展趨勢

傳統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)采取的水處理方法基本上都是化學處理方法，該方法應用時間比較久，但是并未取得長足的發(fā)展或者進步，整體上還存在一些應用弊端與問題，影響企業(yè)水處理的效果。再加上不同地區(qū)鋼鐵企業(yè)所用的原材料以及工藝存在較大的差異，所需水處理技術與方案也不同，這就需要技術人員認真研究，開發(fā)新的處理技術與工藝。當前應用較多且取得一定應用效果的就是水處理藥劑，從本質上來講，這也是一種化學處理方法，能夠取得不錯的處理效果，但該方法同樣存在應用局限性，難以實現(xiàn)多種水處理化學品的協(xié)調應用，影響最終的處理效果。而當前大部分鋼鐵企業(yè)都有較多高溫設備，由于生產設備產熱量較大，因此冷卻和降溫處理已然成為鋼鐵企業(yè)發(fā)展的重要研究問題。再加上鋼鐵行業(yè)中使用的高熱設備與普通工業(yè)生產設備不同，大多為高熱流密度設備，甚至遠超國家規(guī)范與標準。要想提高鋼鐵企業(yè)生產設備冷卻效果，改善其生產情況，科研技術人員就應該專注于耐高溫水處理藥劑的研究，改善鋼鐵企業(yè)生產現(xiàn)狀。

4.2 濁循環(huán)水處理系統(tǒng)

首先是洗滌濁循環(huán)水系統(tǒng)，就目前的情況來看，各鋼鐵企業(yè)的煉鐵工藝以及爐料存在差異，最終產生的洗滌循環(huán)水水質成分并不統(tǒng)一，再加上礦石中的氧化鈣在冷卻塔中會出現(xiàn)大量流失的情況，進而導致管道出現(xiàn)結垢、堵塞的情況，影響正常生產與循環(huán)系統(tǒng)的運行。其次是轉爐煙氣凈化洗滌濁循環(huán)系統(tǒng)的研究與發(fā)展，鋼鐵企業(yè)在轉爐煉鋼的過程中需要投入造渣劑石灰，而高溫環(huán)境會導致部分石灰細粉被煙氣帶出，且在洗滌塔中反應生成二氧化鈣，進而出現(xiàn)嚴重結垢現(xiàn)象，導致輸水管道斷面減少，水資源運送阻力增加，造成嚴重的資源浪費。鋼鐵企業(yè)為了維持正常的生產狀態(tài)，往往需要在開爐之前清理噴嘴與管道，增加生產人員工作量。對于以上兩種循環(huán)水系統(tǒng)來說，其都存在嚴重結垢的現(xiàn)象，影響正常生產活動的進行，對此，科研人員應當關注優(yōu)質聚凝劑、分散劑以及除硬穩(wěn)定劑的研發(fā)與生產，解決以上結垢問題，節(jié)約水資源，保障鋼鐵企業(yè)的正常生產。針對連鑄及軋鋼濁循環(huán)水系統(tǒng)來說，當前使用的處理系統(tǒng)中存在細小氧化鐵皮懸浮物及循環(huán)水中油的去除問題。目前使用的水處理系統(tǒng)工藝包括沉淀、除油、過濾、冷卻，其中主要使用的水處理藥劑包括絮凝劑、助凝劑、除油劑等。當前我國市場中使用的絮凝劑種類主要有鋁鹽與鐵鹽，常見的助凝劑則一般為聚丙烯酞胺類高分子藥劑(PAM)。但是就目前我國水處理藥劑工藝來看，鋼鐵企業(yè)使用的國產PAM 相對分子質量較小，應用效果不佳，且還存在較大的環(huán)境隱患。對此，科研技術人員應該致力于開發(fā)高效絮凝劑、助凝劑以及除油劑，這樣就能夠有效解決循環(huán)水系統(tǒng)中存在的堵塞問題，提高鋼鐵生產的安全性以及水資源的利用率。

4.3 增強水處理劑科研力度

從目前情況來看，盡管我國水處理藥劑相關技術與設備已經實現(xiàn)了自主研發(fā)，能夠擺脫進口的局面，但是由于我國水處理技術發(fā)展時間較短，起步較晚，因此當前并未形成較大的科研生產規(guī)模，大多數(shù)投入市場的水處理藥劑質量不足，相關系統(tǒng)設備的自動化、智能化程度較低，無法滿足鋼鐵企業(yè)發(fā)展的需求。另外，當前各地政府對于水處理藥劑研究工作重視程度不足，導致其相關科研經費投入較少，無法滿足科研發(fā)展的需求。市場中存在部分技術研制與開發(fā)企業(yè)，但是這樣的企業(yè)幾乎無法與國外大型技術企業(yè)抗衡。國外有很多具備較高技術能力的企業(yè)，隨著藥劑市場的不斷開放發(fā)展，國外公司已經與國內技術公司站在了統(tǒng)一起跑線上，如果國內藥劑生產企業(yè)科研力量不足、產品質量較差，那么就會缺失核心競爭力，無法應對全球化的市場競爭。水處理藥劑國內市場存在較多發(fā)展機會，國內技術生產企業(yè)應該抓住市場發(fā)展的好時機，不斷開發(fā)先進技術，發(fā)揮出該市場的潛力。另外，國內技術生產企業(yè)對國外先進的技術應該抱著學習的心理，積極引進先進技術，實現(xiàn)自我研發(fā)，提升核心競爭力，促進國內水處理藥劑市場的發(fā)展。

5 鋼鐵企業(yè)工業(yè)水處理藥劑節(jié)水應用策略

無論是鋼鐵工業(yè)用水還是節(jié)水工作，其都涉及到多項水處理技術。另外，影響企業(yè)用水、節(jié)水效果的因素較多，比如節(jié)水技術、管理效果、技術設備、員工素養(yǎng)等。各種因素相互制約和影響，形成了最終的生產以及節(jié)水成果。因此，鋼鐵企業(yè)在開展生產管理工作時應該注意工作的系統(tǒng)性與整體性，綜合考慮多種影響因素，學會發(fā)揮優(yōu)勢因素，提升生產管理的效率。要想強化鋼鐵企業(yè)節(jié)水效果，本文提出以下幾個思路與渠道：①從源頭上節(jié)水，即減少新水的用量。技術人員應該重視水循環(huán)系統(tǒng)的建設，采取先進的工藝與設備實現(xiàn)水的循環(huán)利用，比如 干熄焦、干法除塵、高爐冷卻軟水密閉循環(huán)等；②技術人員還應該建立完善的循環(huán)供水系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的直流、半直流供水系統(tǒng)，這樣就能夠有效提高企業(yè)用水循環(huán)率。根據(jù)企業(yè)生產技術以及經營內容的不同，技術人員應當建立不同的循環(huán)系統(tǒng)，其中包括生活用水、工業(yè)用水、循環(huán)使用水、串級使用水等不同的水循環(huán)供水系統(tǒng)。只有在大循環(huán)中區(qū)分小的特色循環(huán)系統(tǒng)才能夠實現(xiàn)對水資源的科學管理與控制，不斷優(yōu)化水資源的利用；③技術人員還應該關注鋼鐵企業(yè)污水處理系統(tǒng)，針對不同水質的污水采取不同的處理技術，實現(xiàn)水資源的合理應用。鋼鐵企業(yè)生產過程中必然產生污水，污水中含有油、懸浮物、有機物等物質。對此，技術人員應該根據(jù)污水處理的目標選擇不同的處理工藝與藥劑進行處理，滿足污水處理的要求，實現(xiàn)水資源的優(yōu)化利用；④技術人員還應該提高水資源循環(huán)管理技術，實現(xiàn)串級用水，提高水資源的重復利用率。鋼鐵企業(yè)在各個生產環(huán)節(jié)中對于所需水資源的水質需求是存在較大差異的，對此，技術人員可以將水資源處理后循環(huán)使用、串級使用，實現(xiàn)廢水、污水資源化，提高水資源的利用率。

綜上所述，鋼鐵企業(yè)在生產經營過程中需要大量的水資源，同時還會產生大量廢水，要想實現(xiàn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展，技術人員就應該重視水處理藥劑研發(fā)問題，專注水處理藥劑以及水循環(huán)系統(tǒng)設計研究，改善企業(yè)生產狀況，提高水資源的利用率，降低鋼鐵企業(yè)生產經營的成本，促進企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。