1.前言

中國的人均淡水資源擁有量僅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)裝備和加強對用水,、節(jié)水的管理，我國鋼鐵工業(yè)用水量已從高速增長逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛鲩L,。我國重點鋼鐵企業(yè)2005-2007年噸鋼耗新水量分別為8.6m3/t,、6.43 m3/t、5.31 m3/t,，就充分說明了這個發(fā)展趨勢,。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)，可直接帶動整個城市的崛起,，直接影響其經(jīng)濟地位和未來的發(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必對地區(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)計時所需要注重的。

本文從總體角度對鋼鐵工業(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

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)二級標(biāo)準(zhǔn),。

根據(jù)《2008年中國污水處理行業(yè)研究報告》,，到2006年底，全國656個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

按照我國重點鋼鐵企業(yè)2007年噸鋼耗新水量5.31 m3/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)的補充水,、冷軋、焦化工業(yè)廢水等特種工業(yè)污水通常單獨處理),。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。

表2是列舉的國內(nèi)幾個鋼廠工業(yè)污水的主要水質(zhì)參數(shù)表,。

國內(nèi)大型鋼鐵企業(yè),，如首鋼、濟鋼,、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。從實際運行效果來看,，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，由這些有機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
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

對于鋼鐵業(yè)本身而言，鑒于環(huán)保要求的日益增強,，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，雖然會增加企業(yè)內(nèi)部水處理站的一次性投資和長期的運行費用,，但企業(yè)本身可省去大筆從城市引水的費用,，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,，隨著國家對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)境保護做出積極的貢獻(xiàn)，那其本身發(fā)展所受的限制也會放寬,。

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)-串級供水體制,、限制工業(yè)新水的直流用水,，以實現(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)從與城市爭水轉(zhuǎn)到城市用水的下游用戶,，既可以極大的減少對上游新水的需求量,，也是城市生活污水一個最好的用途。將鋼鐵行業(yè)從一個耗能大戶,、污染大戶轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€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,，實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,，同時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,。

[作者簡介]金亞飚（1975— ）,，1998年畢業(yè)于同濟大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院給水排水工程專業(yè)，高級工程師/注冊公用設(shè)備工程師,，中國水網(wǎng)咨詢專家,，兼任《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》特約編委、《科技創(chuàng)新導(dǎo)報》特約編委,、《給水排水》雜志通訊員,。主要從事鋼鐵企業(yè)給排水設(shè)計和冶金環(huán)境保護研究工作。電話：13651770822,，E-mail：[email protected],。
 

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