1太钢水系统生态化双循环模式的构建

1.1背景

太钢所处的太原市是一个资源型缺水和水质型缺水并重的城市，人均水资源量远低于国际公认的人均500m3的极度缺水警戒线；而钢铁工业属高耗水行业，太钢作为长流程钢铁联合企业，既是以不锈钢为主的特钢企业，又为典型的城市钢厂，水资源的获取和高效利用尤为重要。

1.2思考

一方面，太原市缺水，但城市要发展，需统筹解决生产、生活、生态用水问题；另一方面，太钢要生存与发展，需少取新水、多用非常规水源，也要极致节水、实现污废水资源化，还要与城共融、反哺城市。为此，太钢提出了以城市与钢厂相统筹破解水资源难题为目标，以推进企业内外部双循环资源化利用为路径，构建以企业自身绿色发展的高效集约化内循环和与城共融和谐发展的社会资源化大循环组成的双循环模式，走出一条处于缺水型城市的钢铁企业水系统可持续发展之路。

1.3模式构建

1.3.1企业水系统高效集约化内循环

在企业内部，以工艺节水、串级用水、分质治水、系统耦合、动态优化、高效集约为导向，坚持技术创新和管理创新双轮驱动，深挖节水减排潜力，持续提高水资源利用效率及水环境绩效水平。近年来，太钢水循环利用率稳定保持在98%以上，大大缓解了水资源制约问题，见图1。

1.3.2外部水系统社会资源化大循环

在企业外部，按照循环经济理念，将市政污水这一“城市废物”，作为钢铁企业宝贵的水资源；将钢铁企业排水这一“企业废物”再生处理后达到相关标准，作为城市宝贵的水资源。废物交换后可转变为各自可利用的资源，提高了整体水资源利用效率，实现企业与城市的和谐共融，见图2。

2太钢水系统生态化双循环模式的实践

2.1水系统生态化双循环模式的发展阶段

新世纪以来，太钢逐步构建完善水系统双循环资源化利用模式，历经三个阶段。

第一阶段是2016年之前。2002年起，太原市实施地下水“关井压采”政策，以涵养地下水，同时太钢正处于不锈钢产品升级改造转型发展时期，受到水资源短缺严重制约瓶颈。基于这两点，面对发展需求，太钢提出了“增钢不增水”的目标，大力推进开源节流。内循环方面，2003年即建成国内第一套5万吨/日的大规模工业废水反渗透膜处理系统，2013年又新建一套5万吨/日规模的工业废水反渗透膜处理系统，大大提高了工业废水的资源化利用率；先后实施焦化干熄焦、高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘的“三干”工艺节水技术，实施加热炉气化冷却技术、蒸发空冷技术、密闭循环冷却水技术、串级用水、水质稳定技术等；同时，立足源头治理，建设冷轧废盐酸再生处理系统、混酸再生处理系统以及焦化、冷轧特殊废水处理系统。外循环方面，2007年引入城市居民污水处理、利用，2008年引入北郊污水处理厂处理后的市政中水，实现了非常规水源替代常规水源。在这一阶段，吨钢耗新水大幅下降、水循环利用率大幅提升，水系统内外部双循环资源化利用模式初步形成。

第二阶段是2017-2020年。2017年6月，习近平总书记考察山西，提出让汾河“水量丰起来、水质好起来、风光美起来”，2020年，太钢正式加入中国宝武大家庭，积极落实“三治四化”。内循环方面，实施优质排水就近利用、劣质排水消纳处置，深化焦化废水、炼铁特征废水、轧钢特征废水的系统治理，进一步强化源头、过程的节水减排。外循环方面，2018年实施市政污水整治引入及北郊中水增供太钢项目，持续加大污水、中水引入；2019年实施外排水提质改造项目，出水水质满足国家行业特别排放限值、地方地表水标准及景观用水指标要求；2020年再生水供城市湿地公园项目完工，实现了由“排”转“供”。在这一阶段，水系统内外部双循环资源化利用模式得到深化。

第三阶段是2021年以来。习近平总书记多次实地考察黄河流域省区，要求推动黄河流域生态保护和高质量发展。中共中央、国务院、国家部委相继出台了《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》《关于推进污水资源化利用的指导意见》《“十四五”节水型社会建设规划》 等一系列政策文件；2021年也是太钢融入中国宝武大家庭的第一个完整年，“废水零排放”工作深入推进。内循环方面，2021年实施工业废水深度提效改造、硅钢区域废水资源化等项目，有序推进厂区雨污分流，深化生产工艺节水对标找差，推行清洁生产，追求水资源极致利用效率；推进焦化废水、轧钢废水区块化零排放，水系统整体再优化。外循环方面，2021年实现再生水常态化增供城市湿地公园，再生水日供水量达4万多吨。在这一阶段，水系统内外部双循环资源化利用模式持续完善。

2.2取得的成效

经过二十多年实践，太钢有效解决了水资源短缺难题，吨钢耗新水降幅达90.8%，工业水重复利用率达到98.5%以上。太钢先后荣获工信部第一批“国家节水标杆企业和标杆指标”称号、首批“水效领跑者”称号，“黑色冶金过程废水资源化循环利用技术及应用”项目获得中国冶金科学技术奖一等奖。

3太钢水系统生态化双循环模式的持续拓展

2021年国家发改委等十部委出台《关于推进污水资源化利用的指导意见》，明确指出了“我国污水资源化利用尚处于起步阶段，发展不充分，利用水平不高，与建设美丽中国的需要还存在不小差距”，在严峻的新形势下，结合内外部水系统存在的问题，太钢持续深化水资源、水生态、水环境协同治理，围绕取水制水单元、供水单元、用水单元、水处理单元以及再生水回供社会单元，不断优化完善生态化双循环模式。

在取水制水单元，继续加大非常规水源比例，进一步减少新水用量，同时加大制水系统能力提升，以减少水源盐带入内部水系统；在供水单元，通过改善工业水水质，以提高水循环利用率，完善高盐水内部消纳；在用水单元，强化分质供水、分质排水、雨污分流，保证后续水处理系统稳定运行；在水处理单元，实施焦化、冷轧工序等特殊废水源头资源化利用工艺，推进源头控盐、减盐；在再生水回供社会单元，进一步提高再生水水质，减少再生水中工业特性物质的含量，使再生水成为高质量的生态产品。由此，实践形成可复制、可推广的钢铁企业高效、环保、经济的水系统生态化标准模式，实现“与城市共享水生态”目标。（ 吕光辉）

（项目获得世界不锈钢协会2022年可持续发展奖金奖）