國家級水效領跑者是指經(jīng)工業(yè)和信息化部等部門認定，綜合考慮企業(yè)的取水量、節(jié)水潛力、技術發(fā)展趨勢以及用水統(tǒng)計、計量、標準等情況，從火力發(fā)電、鋼鐵、紡織染整、造紙、石油煉制、化工等高耗水行業(yè)中，選擇的技術水平先進、用水效率領先的企業(yè)。
推進全社會節(jié)水，工業(yè)水鏈條上有哪些文章可做？精打細算用好水資源，工業(yè)節(jié)水還有哪些潛力可挖？記者走進多家國家級水效領跑者企業(yè)進行了調查走訪。
7月27日，河北旭陽能源有限公司化產(chǎn)中控室，工作人員通過水務管理系統(tǒng)監(jiān)控生產(chǎn)用水情況。
提升水效，精打細算用好水資源
“新水消耗量：7月26日9037m3、7月25日9194m3、7月24日11502m3……”
7月27日，河北旭陽能源有限公司（以下簡稱“河北旭陽”）化產(chǎn)中控室，大屏幕上，水務管理系統(tǒng)顯示著廠區(qū)生產(chǎn)各項用水數(shù)據(jù)，除了用水量的變化趨勢，還有各主要產(chǎn)品單位取水量等技經(jīng)指標。
“提升水效，節(jié)約用水，就是節(jié)約成本。”河北旭陽副總經(jīng)理吳志強介紹，該公司年產(chǎn)值150億元，可生產(chǎn)焦炭等30余種產(chǎn)品，每年約需330萬噸的新水供給。
“以前我們取水是通過自備井取用地下水，綜合算上水費、稅費、排污費等，每噸成本是2.1元。2019年，廠區(qū)內13口自備井全部關停，供水水源改為南水北調直供水，綜合成本升至每噸4.21元。”吳志強說，減開支、降成本，是企業(yè)最直接的節(jié)水動力。
水是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要原材料，用水成本是每個企業(yè)都會算的一筆賬。
首鋼股份公司遷安鋼鐵公司年產(chǎn)鐵780萬噸、鋼800萬噸，是一家用水大戶。
“除鹽水是鋼鐵企業(yè)的一種主要生產(chǎn)用水。如果直接用新水制備除鹽水，每噸成本約為9元，但我們利用生產(chǎn)污水制備除鹽水，每噸成本僅為7元左右。”首鋼股份公司能源部首席技術專家雷仲存說，提升水效，首鋼遷鋼一直堅持“少索取、全處理、少排放”的節(jié)水理念，而這不僅是出于生產(chǎn)成本的考慮，更是為了算好生態(tài)環(huán)保和企業(yè)責任的“大賬單”。
首鋼外遷前，每年耗水量高達5000余萬立方米，給北京的水資源承載帶來了不小的壓力。為了不將水資源危機“轉嫁”到唐山，首鋼遷鋼自2003年建廠以來，就堅持“高水平、高起點、高標準”的建設定位，采用了先進節(jié)水技術及一流的水處理設施，有效提高水資源的利用效率。目前，首鋼遷鋼在水系統(tǒng)的投資已達15.3億元。
雷仲存介紹，首鋼遷鋼的主要水源為地下水，相比剛投產(chǎn)時，目前已將取水總量壓減了22%。
京津冀地區(qū)是中國最缺水的區(qū)域之一，以全國2.3%國土面積、1.6%的水資源，承載了全國8%的人口、8.5%的經(jīng)濟總量。長期依靠超采地下水支撐經(jīng)濟社會發(fā)展，河北形成近7萬平方公里地下水漏斗區(qū)，引發(fā)濕地萎縮、地面沉降等問題。
《2022年河北省水資源公報》顯示，2022年全省工業(yè)用水量16.34億立方米，占總用水量的9.0%。
“河北是缺水省份，也是工業(yè)大省，能源原材料工業(yè)占規(guī)上工業(yè)比重60%以上，產(chǎn)業(yè)結構偏重。水資源的制約和環(huán)保政策的約束，倒逼工業(yè)企業(yè)不斷加強節(jié)水技術改造。”河北省工信廳相關負責人表示。
目前，河北規(guī)模以上工業(yè)用水重復利用率達到95%，萬元工業(yè)增加值用水量為12.5立方米，工業(yè)用水效率排名全國第6。
“鋼鐵行業(yè)每項生產(chǎn)工序都離不開水，公司每天產(chǎn)生污水約9000噸，如果一味地采用地下水，勢必對當?shù)厮鷳B(tài)造成嚴重破壞。”德龍鋼鐵有限公司水資源管理科科長王維科說，近年來，德龍鋼鐵利用先進的節(jié)水工藝及科學的管理方法，實現(xiàn)了“水資源循環(huán)利用+污水零排放”。
德龍鋼鐵正好位于邢臺百泉泉群的上游。2012年，德龍鋼鐵響應邢臺市“引朱濟邢”號召，投資3000余萬元，停用地下水，改用地表水，年可減少地下水開采600萬立方米。
目前，德龍鋼鐵工業(yè)水重復利用率已提高至98.80%，噸鋼耗新水量由2005年以前的超3.5立方米，降至1.9立方米。
“實際上，在企業(yè)不斷提升水效、降低單位產(chǎn)品取水量的過程中，實現(xiàn)了保護地下水資源和企業(yè)用水成本下降的雙贏。”王維科說。
7月27日，河北旭陽能源有限公司廠區(qū)的蒸汽冷凝裝置正在運行。
技術節(jié)水，充分發(fā)揮每一滴水的作用
水是工業(yè)的血液。在首鋼遷鋼的生產(chǎn)廠區(qū)內，不同粗細規(guī)格的管道有序排列，連接起各個生產(chǎn)單元。
新水、循環(huán)水、中水、濃水、除鹽水……廠區(qū)內的水分為好幾種，不同類型的水通過各自的專門管道被輸送至一個個生產(chǎn)裝置，保障著廠區(qū)的正常運轉，而這樣精心的設計，也是為了實現(xiàn)工業(yè)用水的綜合高效利用。
鋼鐵生產(chǎn)流程長、范圍廣，為了對生產(chǎn)過程中用水量進行源頭控制，首鋼遷鋼從工序設計上就采用了干熄焦、高爐煤氣干法除塵、轉爐煤氣干法除塵“三干”節(jié)水技術。此外，首鋼遷鋼還按照循環(huán)經(jīng)濟的理念和清潔生產(chǎn)的要求，通過一系列水處理技術的綜合利用，實現(xiàn)了串級用水、循環(huán)用水。
“通俗地說，就是用過的水經(jīng)處理后再接著用，好水‘洗臉用’，一般的水‘洗腳用’，最后實在不能‘洗漱’用的水，再拿去‘沖廁所’。”雷仲存解釋。
7月24日下午，走進水處理作業(yè)區(qū)1號深度處理站，十余臺超濾裝置和反滲透裝置正在作業(yè)。每臺裝置都是由幾十余組管道構成，管道內，微米、納米級不同孔徑的膜，像篩子一樣對流經(jīng)裝置的水進行著過濾處理。
“這是我們的反滲透濃水深度處理零排放技術，采用‘纖維球過濾器+反滲透’處理工藝。”雷仲存介紹。
中控室內，在線系統(tǒng)顯示著處理站內各環(huán)節(jié)的技術指標，數(shù)據(jù)顯示，實時出水電導率為65.1μs/c㎡。
電導率反映水中含鹽量的多少，是水的純凈程度的一個重要指標，自來水的電導率一般為300-500μs/c㎡。
“這些比自來水更純凈的出水為除鹽水，也就是我們生產(chǎn)的‘洗臉用’的好水。”雷仲存說，除鹽水將被輸送至煉鐵、煉鋼、軋鋼等生產(chǎn)線，用于對高爐、轉爐、加熱爐冷卻。在這些生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用除鹽水，是為了避免生產(chǎn)裝置出現(xiàn)結垢、腐蝕等問題。
值得一提的是，首鋼遷鋼制備除鹽水，并不是取用新水，而是主要利用生產(chǎn)污水。
污水能變成好水，是由于首鋼遷鋼建設了完善的水處理設施，包括兩座污水處理站、三座中水深度處理站、一座冷軋廢水處理站、一座焦化廢水深度處理站、一座亞洲最大的綜合型循環(huán)水泵站，以及完整的分質給排水管網(wǎng)系統(tǒng)。
除了除鹽水，污水經(jīng)處理后還會產(chǎn)出一部分中水，用于廠區(qū)綠化、抑塵等。
首鋼遷鋼廠區(qū)實現(xiàn)了水系統(tǒng)大循環(huán)，所有的生活污水、生產(chǎn)排水、各類廢水都經(jīng)獨立收集處理后產(chǎn)生合格水，再回用于生產(chǎn)，實現(xiàn)廢水重復利用率99.1%。
無法重復利用的那0.9%，也并非向外一排了之。首鋼遷鋼將污水處理后剩余的濃鹽水全部用于高爐沖渣、煉鋼燜渣，研發(fā)了高爐沖渣水水質穩(wěn)定技術，并已獲得國家專利，保證了濃鹽水的穩(wěn)定消耗。
應用先進節(jié)水技術，追求極致“零排放”，是水效領跑者企業(yè)的共同做法。
河北旭陽建成了國內焦化行業(yè)技術領先的濃水提鹽零排項目。經(jīng)過蒸氨和生化處理的濃鹽水，依次經(jīng)過軟化除硅、超濾、離子交換、納濾、COD分離、反滲透、分鹽蒸發(fā)結晶等處理工序，可產(chǎn)生回用水并生產(chǎn)出工業(yè)鹽產(chǎn)品。
走在河北旭陽生產(chǎn)廠區(qū)內，空中無煙羽、地面無粉塵、廠區(qū)無異味，儼然一座綠色工廠。
“前幾年我們的工廠在生產(chǎn)時，還會有廠房向外冒白色煙羽的現(xiàn)象，但在如今的河北旭陽，已經(jīng)沒有了這樣的景象。”吳志強介紹，目前廠區(qū)內安裝了11套蒸汽冷凝裝置，回收各個生產(chǎn)車間的蒸汽冷凝液，用于循環(huán)水補水和脫硫脫硝余熱鍋爐補水，每年可節(jié)約用水17.52萬立方米。
充分發(fā)揮每一滴水的作用，近年來，河北旭陽累計投資3.5億元加強用水節(jié)水改造，不斷優(yōu)化各項水效指標，采用了污水深度處理、循環(huán)水電化學除垢節(jié)水等多種技術，實現(xiàn)單位產(chǎn)品取水量1.08立方米/噸，處行業(yè)領先水平。
7月24日，首鋼股份公司遷安鋼鐵公司污水處理站。
多點發(fā)力，深挖工業(yè)節(jié)水潛力
由粗放用水到高效節(jié)水，河北旭陽的轉變直接體現(xiàn)在安裝的水表數(shù)量上——2019年以前，廠區(qū)內僅安裝了一級水表108塊，只能用于計算廠區(qū)一共取用多少新水；而現(xiàn)在，廠區(qū)共配備三級水表319塊，對用水的管理細化到具體的生產(chǎn)車間和生產(chǎn)裝備。
“我們通過提升用水管理水平，向管理要效率。”吳志強說，水表配備齊全后，接入了公司投資150余萬元開發(fā)的水務管理系統(tǒng)，可進行數(shù)據(jù)在線采集、水質信息監(jiān)控預測、指標監(jiān)控報警等，全廠用水實現(xiàn)了精細化、信息化管理。
管理節(jié)水，敬業(yè)集團完善用水制度建設，建立起KPI考核機制。
“集團內部制定了十分細化的工序耗新水考核標準和相應的獎懲制度，考核對象既包括一線工人、車間主任，也包括廠區(qū)領導，以此在全集團樹立節(jié)水意識。”敬業(yè)集團能源環(huán)保部水務科科長周躍波介紹。
在技術節(jié)水、管理節(jié)水的基礎上，水效領跑者企業(yè)還在不斷深挖工業(yè)節(jié)水潛力，有企業(yè)已經(jīng)在探索利用非常規(guī)水源方面走在了前列。
非常規(guī)水源是指經(jīng)處理后可以利用或在一定條件下可直接利用的再生水、集蓄雨水、海水及海水淡化水、礦坑（井）水等。開發(fā)利用非常規(guī)水源有利于優(yōu)化水資源配置體系、提高水資源利用效率。
廠區(qū)實現(xiàn)了零排放，敬業(yè)集團不僅全廠沒有一根管道是向外排污水的，反而有2根管道是由外向廠區(qū)內運送污水的。
2015年，敬業(yè)集團投資1.17億元建設的污水零排放工程正式投運，設計日處理能力3.6萬立方米。除負責處理廠區(qū)的生產(chǎn)生活污水外，項目同時收集處理工廠所在地、平山縣南甸鎮(zhèn)各村的居民生活污水，以及敬業(yè)集團下屬部分景區(qū)、酒店等其他業(yè)態(tài)經(jīng)營產(chǎn)生的生活污水，每年約50萬立方米。
“帶動周邊生活污水處理，不僅有利于當?shù)氐沫h(huán)境保護，也為企業(yè)拓展了非常規(guī)水源，能直接減少相應的新水取用。”周躍波說。
在位于唐山市曹妃甸區(qū)首鋼京唐公司廠區(qū)內，日產(chǎn)3.5萬噸國內最大的單體海水淡化裝置正在運轉。
海水通過一道暗涵從大海流進廠區(qū)，再由抽水泵輸送至海水淡化車間。車間內，由換熱管束組成的蒸發(fā)器將海水持續(xù)蒸發(fā)，水蒸氣遇冷凝結，把這些冷凝水收集起來，就得到了淡化的海水。
目前，首鋼京唐公司日產(chǎn)海水淡化水9.5萬噸，全部供給廠區(qū)，產(chǎn)能可滿足企業(yè)用水需求的70%。
作為全國第一家建設海水淡化項目的沿海大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，首鋼京唐公司自主研發(fā)了“水電共生”“熱膜耦合”技術，創(chuàng)建了全球首例“燃-熱-電-水-鹽”五效一體全流程海水綜合利用技術，將發(fā)電和海水淡化整體熱效率從30%提高到81.5%，海水淡化能耗成本更降低了約50%。
首鋼京唐公司的海水淡化模式，在沿海鋼鐵、石化、電力等行業(yè)推廣海水淡化的工作中，已經(jīng)顯示出領跑者的示范作用。
“整體來看，目前河北的工業(yè)用水效率在全國已處于領先水平，但在現(xiàn)有水耗基礎上，也仍存自我加壓，通過精細化管理實現(xiàn)更高節(jié)水目標的空間。”河北省工業(yè)節(jié)能與清潔生產(chǎn)協(xié)會秘書長楊立萍建議，有關政府部門在推進工業(yè)節(jié)水工作時，可注重綜合施策，“推進‘結構’節(jié)水，嚴控高耗水行業(yè)發(fā)展，優(yōu)化用水產(chǎn)業(yè)結構。推進節(jié)水型工業(yè)園區(qū)建設，充分利用工業(yè)園區(qū)基礎設施共享的優(yōu)勢，鼓勵工業(yè)園區(qū)推行串聯(lián)用水、分質用水、一水多用和循環(huán)用水，推動更多企業(yè)落實節(jié)水增效工作。”
7月26日，敬業(yè)集團污水處理中心，污水處理前后對比。
記者觀察
以技術創(chuàng)新引領工業(yè)節(jié)水
7月8日，一場由中國輕工業(yè)聯(lián)合會組織的項目成果鑒定會在辛集市梅花皮業(yè)有限公司（以下簡稱“辛集梅花”）舉行，鑒定項目為“面向制革污水循環(huán)利用的污染物高效絡合-沸騰床分離集成技術及應用”。
“這項技術解決了皮革行業(yè)在污水處理方面長期面臨的一個難題。”辛集梅花企管部經(jīng)理羅恒一介紹，皮革生產(chǎn)在準備和鞣制階段中，會產(chǎn)生大量的廢水，pH值高、色度高、成分復雜。一直以來，辛集梅花都是采用工業(yè)企業(yè)普遍采用的膜技術對污水進行深度處理。膜技術應用雖已十分廣泛，但對皮革行業(yè)來說適用性較差——成本高，產(chǎn)生的濃縮液處理難度大。
羅恒一介紹，新技術由四川大學石碧院士團隊研發(fā)，在辛集梅花實現(xiàn)成果轉化，操作簡單，運行成本低，且回用水更適合用于皮革生產(chǎn)。示范項目自去年10月落地辛集梅花開始中試以來，一直保持穩(wěn)定運行。“產(chǎn)學研聯(lián)合技術攻關，精準滿足了企業(yè)實際生產(chǎn)需求，鑒定委員會一致同意通過鑒定。”
透過辛集梅花例子，可以看出目前推進工業(yè)節(jié)水所存在的痛點問題——工業(yè)生產(chǎn)過程的復雜性，決定了相應用水工藝和污水處理技術需求的多樣性，一些重點行業(yè)的大型企業(yè)雖已推廣一批節(jié)水技術工藝，但仍有部分行業(yè)、企業(yè)的實際節(jié)水技術需求沒能得到很好滿足，且相關問題難以僅靠企業(yè)自身解決。
破解這一痛點，關鍵還是在于強化科技創(chuàng)新，加快先進節(jié)水技術推廣應用。
據(jù)了解，近年來，我省大力推廣工業(yè)領域技術節(jié)水，在相關工作上，已開展了一系列有效探索并積累了一定經(jīng)驗。
積極推進節(jié)水技改，工信部門制發(fā)了全省制造業(yè)綠色低碳先進工藝技術裝備推薦目錄。組織開展節(jié)水技術進企業(yè)專項活動，推廣工業(yè)用水重復利用、工藝系統(tǒng)節(jié)水、工業(yè)廢水處理等通用技術。2019年以來，在高耗水行業(yè)培育16個工業(yè)節(jié)水項目列入全省千項技改項目庫，遴選唐山瑞豐鋼鐵綜合廢水處理及回用等4個項目為工業(yè)綠色制造升級節(jié)水示范項目，發(fā)放專項補助資金1048萬元。
創(chuàng)造性開展了工業(yè)節(jié)水第三方服務機構培育認定，遴選51家機構為省級工業(yè)節(jié)水第三方服務機構，為企業(yè)、園區(qū)提供工業(yè)節(jié)水咨詢和水效提升系統(tǒng)解決方案等服務。
此外，河北省工信廳相關負責人表示，接下來，我省還將繼續(xù)加強工業(yè)節(jié)水領域關鍵核心技術攻關和轉化。支持行業(yè)協(xié)會、科研院所、高校等開展工業(yè)節(jié)水基礎研究和應用技術創(chuàng)新性研究。強化企業(yè)創(chuàng)新主體地位，用好“揭榜掛帥”“賽馬機制”等方式，鼓勵龍頭企業(yè)、單項冠軍企業(yè)等承擔攻關項目。完善節(jié)水技術產(chǎn)業(yè)化協(xié)同創(chuàng)新機制，探索建立產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟支持企業(yè)、園區(qū)、高校、科研機構和地方等創(chuàng)建節(jié)水技術創(chuàng)新項目孵化器、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，推動新技術裝備快速大規(guī)模應用和迭代升級。
