钢铁工业园水网络优化综述(2)

净环和浊环的水系统中有相应的水处理措施，以维持冷却水的正常循环使用。净环水系统中一般会采取过滤等处理方法控制循环水中悬浮物浓度。在浊环水系统中，由于水中含有大量的固体颗粒和油类，为使冷却水循环使用，水质稳定处理包括去除固体悬浮物、控制水垢、污垢、控制腐蚀及微生物等多方面措施。浊循环水的使用、处理和水质稳定措施差别较大，其水质标准应根据工程实践确定。此外，净环和浊环循环水系统的水处理过程产生的废水也需要经过再处理后方可回用。通常在工序内设置污泥处理系统，用以处理净环的反洗水、浊环的系统排水和反洗等废水以及直流系统的排污水，这些废水经处理后再排向综合废水处理中心再度处理，处理后的水可满足回用标准。

除以上所述的对污水进行单独处理的水处理系统，以及分布于各个工序的污泥处理系统外，钢铁企业内通常还设置集中式水处理系统，如综合废水处理中心。综合废水的来水包括循环水的排水、直流水系统的排水以及在工序内经污泥处理后的排水等。综合废水处理中心主要用于降低总悬浮物浓度（TSS）、COD以及含油量等污染物指标，其出水达到回用水标准，可与新水、软水和脱盐水一起作为全厂水源，统一供水，可替代部分新水，减少新水消耗和污水排放。

综上所述，钢铁企业内包括新水、中水以及用新水或中水制取的软水、脱盐水等多个水源，统一供应全厂用水；每个系统可能有多种排水，例如循环冷却水系统有排污水与反洗水两种排水，且不同系统的排水水质可能不同，给水的串级使用提供了可能。

4.钢铁企业水网络优化分析

钢铁联合企业包含多个生产工序，每个工序的水网络相对独立，工序排水一般进入综合废水处理中心处理后回用。此外，部分钢铁企业采用综合废水处理中心的出水（企业内称为中水）脱盐制取水质较好的水。各个水网络的排水经集中处理后，部分中水再经脱盐系统处理成软水、脱盐水回用于各水网络。所以，典型钢铁联合企业的水网络是由多个工序水网络以间接集成形式连接构成。

钢铁工业园水网络包括多个工序子水网络，且各子水网络用水是由预处理子网络统一供水以及废水处理中心和中水脱盐系统统一处理回用的复杂水网络。各工序水网络通常包括软环、净环、浊环和直流等用水单元，以及污泥处理等水处理单元。相对于综合废水处理中心的集中式水处理系统，工序内水处理系统可认为是分散式水处理系统。工序内净环和浊环系统均会产生两种不同流股的排水，其中净环循环水排水部分回用，其余排入下水道进入废水处理中心处理后回用，反洗废水等排水进入污泥处理系统处理后外排，而浊环的两种排水均需处理后再排放，工序内其他涉水单元间存在少量的串接使用。工序内主要用水策略为循环和处理后排放，其中循环用水策略是钢铁工业园水网络中最主要的节水策略，在工程中通常采用提高循环系统浓缩倍数的方法提高循环率，减少系统外排和补水。目前，钢铁企业工序水网络中尚未充分考虑串接使用、处理后回用等用水策略，例如净环循环水排水的回用、污泥处理系统出水的回用等。另外，目前水网络也没有充分考虑双出口系统（净环、浊环、水处理单元）所有流股的回用。工序水网络的排水通常进入废水处理中心集中序列式处理，序列处理包括混凝、沉淀、过滤等操作，处理后成为中水供应全厂。中水脱盐过程产生的软水以及浓盐水等也作为全厂水源供应各水网络，而过程产生的反洗废水需进入废水处理中心处理。所以钢铁工业园集成中心水处理网络为单入口、多出口水处理网络，水处理单元之间存在回用流股。

此外，钢铁工业园水网络中通常考虑预脱盐系统，通过新水脱盐制取软水和脱盐水，产生的浓盐水也可部分被用水单元消纳，反洗废水需进入废水处理中心处理。这种预脱盐系统可以是集中式的，也可以分布于各个工序内部。由全水网络概念可知，预脱盐系统即为预处理系统，所以，钢铁工业园水网络为工业园层面的全水网络。

典型钢铁工业园水网络是由预处理子网络、各工序子水网络和集中式水处理子网络构成，其中预处理子网络包括新水和预脱盐系统，集中式水处理子网络包括综合废水处理中心和中水脱盐系统。工序子水网络中包含多个水系统，各水系统通过循环、回用等方式实现工序内的节水减排。

钢铁工业园水网络是包含了工序内水系统、工序子水网络以及工业园水网络三个尺度水平的水网络，且各工序子水网络通过预处理子网络以及废水处理中心间接连接，工序内各水系统通过循环、回用等方式节水减排。总体水网络规模庞大，系统复杂，为充分挖掘钢铁工业园水网络节水减排潜力，实现企业用水的“大、中、小”循环，需要根据钢铁工业园用水、排水及水网络特点，采用水网络优化法从系统层面对典型钢铁工业园水网络进行优化设计。三个尺度水平的子水系统即单元、工序和工业园，由于水网络复杂、规模庞大等原因，目前对其水网络优化研究工作较少。

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