鋼鐵行業因其生產過程需要消耗大量水資源，故作為我國工業用耗水中的佼佼者，用水量約占我國工業用水的10%，新鮮用水量約占我國工業新鮮用水量的14%。我國大型鋼鐵企業平均循環用水率僅為65%，煉1t鋼需補充新鮮水達30~50t，廢水的排放量大；而國外循環用水率已達95%~98%，煉鋼1t需補充新鮮水2~8t，僅為我國補充新鮮水的1/15~1/6。所以我國煉鋼廢水處理技術與國外鋼鐵行業煉鋼廢水處理技術相比還存在一定的差距，需要在現有技術的基礎上，借鑒國外成功經驗，通過技術改造與創新，進一步提高鋼鐵工業用水的循環用水率，節能減排，甚至實現零排放，這對我國鋼鐵行業的可持續發展十分重要。

1、廢水來源與主要污染物

鋼鐵工業廢水來源于生產工藝過程用水、設備與產品冷卻水、設備與場地清洗水等。廢水含有隨水流失的生產原料、中間產物和產品，以及生產過程中產生的污染物。其中原料廠廢水和燒結過程廢水主要污染物為SS及少量重金屬離子；煉鐵、煉鋼生產廢水主要含SS外，還含少量氰化物、酚類、油脂、氧化鐵皮等；軋鋼生產廢水含SS、氧化鐵皮、重金屬離子等和自備電廠中高含鹽廢水。

2、煉鋼廢水處理及中水回用工藝

煉鋼廢水的種類很多，要提高煉鋼廢水的循環利用率或零排放，首先必須注重各類廢水的全部收集或分類收集，以降低處理費用并杜絕未經處理的廢水直排，再談鋼鐵行業廢水如何實現零排放才有實際的意義。

2.1 燒結廠廢水處理工藝

鋼鐵企業生產過程中燒結廠的污水一般不含嚴重影響環境的有害有毒物質，經沉淀后即可循環利用，工藝流程如圖1所示。但污泥脫水處理一直是一個技術性難題，燒結廠廢水經沉淀后污泥濃縮工藝要求加入混合配料，使污泥最終含水率≤12%，在當前污泥處理工藝條件下是很難達到的。若采用加熱蒸發等措施，缺乏經濟效益，故需通過引進和開發先進新技術或新型藥劑進行處理，以進一步提高污泥脫水效率而不影響經濟效益。

2.2 煉鐵、煉鋼生產廢水處理工藝

煉鐵廢水主要包括高爐煙氣洗滌廢水、爐渣沖洗廢水和鑄鐵機噴淋冷卻廢水，主要含有SS和COD，還含有少量酚、氰、重金屬、硫化物和熱污染。煙氣洗滌廢水經絮凝沉淀后和爐渣沖洗廢水一同通過過濾單元，經過濾后的廢水又同冷卻廢水經過冷卻后可作為沖渣廢水的補給水，工藝流程見圖2。

轉爐和精煉裝置用水可以采用循環回用水系統，出水只需冷卻后再利用；連鑄廢水不僅水溫升高，還含有氧化鐵皮及油脂，經初次沉淀池后，部分返回循環利用，其余進一步除油處理后再過濾、冷卻循環使用，為保持水質穩定，有少量處理后廢水外排。

2.3 軋鋼生產廢水處理工藝

軋鋼生產廢水因生產工藝不同可分為熱軋生產廢水和冷軋生產廢水，熱軋生產廢水氧化鐵皮、少量油脂和熱源污染。氧化鐵皮和少量油脂主要來源于軋輥冷卻、沖洗鐵皮等，故該廢水處理工藝可與連鑄廢水處理工藝一致，如圖3所示，但相關工藝參數需根據具體水質確定。

冷軋廢水種類較熱軋廢水而言種類較多，主要包括酸堿廢水、含油和乳化液廢水、含鉻廢水，如圖4。含油和乳化液廢水經除油破乳處理后，同經還原、中和、沉淀處理后的含鉻廢水一起進入酸解收集調節池，進一步綜合處理至符合《鋼鐵工業廢水治理及回用工程技術規范》（HJ2019—2012）。

2.4 綜合廢水處理工藝

我國鋼鐵企業大多未對生產廢水進行分類收集處理，直接設有綜合污水處理廠，均采用傳統常規工藝如：氣浮、生化、混凝、沉淀、消毒等處理，適用于污水外排，但目前對行業出水水質要求更嚴格，甚至希望實現廢水零排放，故只簡單采用傳統工藝處理綜合廢水部分回用于生產系統，系統沒有除鹽系統長期運行造成設備結垢、腐蝕，不能滿足廢水回用要求。

近年來，隨著污水回用工程在我國的廣泛實施，除鹽技術在污水回用處理過程中應用越來越受到重視。現階段，工藝成熟的除鹽工藝主要有膜處理技術、離子交換樹脂以及電吸附。離子交換工藝是將原水經過濾后送進陽床與陽樹脂接觸，將K+，Ca2+，Na+，Mg2+等陽離子從水中置換到樹脂上，經脫CO2塔后進入中間水箱，再經水泵送入陰床與陰樹脂接觸，樹脂將水中Cl-，HCO3-，SO42-等陰離子去除。經一級除鹽后離子交換混床系統除去少量殘存陽、陰離子。交換過程中，離子交換樹脂飽合需再生，但是樹脂再生時所產生的廢酸堿容易造成嚴重的環境污染，操作難度大。電吸附是一種利用電勢差為驅動力的除鹽技術，其不需添加任何化學試劑，低能耗，環境友好，在除鹽過程中無需酸堿再生，不會造成二次污染。因此，國內寶鋼集團已使用大型電吸附除鹽裝置進行脫鹽處理，出水作為工藝用水、鍋爐補充水等循環用水。但裝置的吸附容量及電極材料有待進一步的研究，使其更大規模的產業化應用。膜處理技術是一種有效的污水分離技術，隨著膜技術的不斷發展和推廣，以及技術水平的提高，使其在各污水處理領域應用較為普遍。主要包括：超濾膜技術（UF）、反滲透（RO）及電極膜技術等。而鋼鐵行業初級處理出水中的含鹽量可達3000mg/L以上，而RO作為處理含鹽量＞500mg/L的水性價比最高的脫鹽手段，常被用于鋼鐵企業綜合污水處理廠。以UF-RO雙膜工藝為代表的鋼鐵行業綜合污水深度處理工藝已取得良好的效果，半島環保科技有限公司采用UF-RO工藝應用在某鋼廠廢水處理廠外排水回收利用工程的脫鹽水系統中，能源消耗及藥劑消耗低，減少了運行成本；同時提高了水的回收率，減少濃鹽水的排放量。中冶東方工程技術有限公司秦皇島研究設計院通過曝氣、絮凝、沉淀作用后，再進入雙膜處理系統，經過超濾、反滲透膜處理，使某鋼廠10年內累計生產脫鹽水2850萬t，大大降低該企業的新鮮水消耗量。根據現階段水體的污染狀況，膜處理技術作為提高水資源質量的新型技術，不僅針對工業廢水，還可以處理生活污水及飲用水等，其發展前景非常廣泛。

3、存在的問題

（1）煉鋼廢水根據不同的處理工藝產生不同類型廢水，但大部分鋼鐵廠的廢水并未從源頭進行分類收集處理，而是綜合收集后一并采用同一工藝處理回用或排放。但這樣的設計盡管前期建設成本、占地面積可能會相對程度上有所減少，但運行成本將會增加，處理效果也相對相差。

（2）盡管膜技術在不斷的發展并廣泛用于廢水處理過程中，但鋼鐵行業廢水水質成分非常復雜，若前期處理工藝設計不當或進入膜系統的處理水長期在不能達到反滲透膜要求的情況之下運行，會導致嚴重的膜污染，從而縮短膜的使用壽命，增加廢水處理成本。同時，反滲透除鹽還會產生濃鹽水，其處理難度更大，且到目前為止還沒有再處理利用的實例，需要進一步的研究。