2.2　焦化企业节水减排总体设计技术思路与要求

焦化企业节水减排总体设计所追求的目标是节约新水用量与减少废水排放量，也是焦化工业在其持续发展过程中作为保护环境和防治污染不可推卸的义务和责任。在生产过程中既要节省宝贵的地表水或地下水资源，降低生产成本、降低吨焦用水量，同时要求生产时供排水系统从水量、水质、水压、水温等方面均应满足各生产工序单元生产的要求。

焦化企业节水减排总体规划与设计，就是在项目建设的前期规划阶段，确定合理的全厂用水水质标准、用水方式，并进行全厂水量平衡等工作。在项目建成后，随着技术的不断成熟与发展和工程应用与实践，要进行相应的调整原规划和设计的水质标准、用水方式和用水与排水指标，形成新的全厂水量平衡，通过技术改造与进步，使之更符合焦化工业清洁生产与持续发展的要求。在此目标指导下，要确定如下主要工作内容与技术的指标和问题。

2.2.1　确定合理用水水质指标

焦化企业用水水质复杂，种类繁多，可分为工业新水、软化水、生活水、回用水、敞开式净循环水、密闭式纯水或软水循环水、浊循环水等。在化产品精制过程中用水常分为工艺介质用水和工艺过程用水。工艺介质用水还有水温特定要求等。

无论直流用户还是循环水用户，确定用水质标准时应首先明确，用水应按用户要求的水质进行设计。纯水、软化水、生活用水等，均可按相关工艺所提出的要求确定，即按需供水是合理的选择。但对于敞开式循环水而言，应考虑用水的水质要求是否过高的问题。敞开式循环水质决定了整个循环水浓度倍数和补充时的工业新水的水质^{［20，44］}。

在进行总体设计时，通常会根据以往类似项目或企业的经验以及焦化设备供货商所提出用水水质要求，确定新建或改建项目的循环用水水质要求。敞开式循环冷却水常见的水质标准包括碳酸盐硬度（以CaCO₃计）、pH值、悬浮物中最大粒径、总含盐量、硫酸盐（以S计）、氯化物（以Cl^-计）、硅酸盐（以SiO₂计）、总铁、油等。其中，pH值、悬浮物、总铁、油等指标通过常规处理方法都较易实现。但如果碳酸盐硬度（CaCO₃）、总含盐量等一些水质指标的要求过高，即要求用水碳酸盐硬度、总含盐量低，会造成循环水系统的设计浓缩倍数较低，补充水量大，吨焦工业新水耗量也大。甚至如果敞开式循环水含盐量低于一定数值时，会要求对作为循环冷却水补充水的工业新水做进一步的脱盐处理，造成工程建设费用和生产运行成本的大幅度上升。

根据生产实际情况，控制碳酸盐硬度（CaCO₃）、总含盐量等一些水质指标的主要目的是为了保护设备，减缓腐蚀或结垢，延长设备和配管的使用寿命，而这些完全可以通过投加水质稳定药剂实现。如果直接提高设备用水的含盐量指标（即低含盐量指标值），会造成水处理投资加大，工业新水补水量上升，不符合当前国家节能减排的发展趋势。

合理的确定循环冷却水含盐量指标值，可以直接提高循环水系统的浓缩倍数，大幅度降低循环水系统强制排污水量和新水补充水量，对于水系统的节能减排有着重要的意义。

2.2.2　确定合理用水方式

在确定整体企业合理用水方式前，首先要树立所有污废水资源化的观念。在各生产环节中所产生的污水和废水都是水资源，都是可以加以利用的。只不过有些污废水可以直接在另一个生产环节中利用，有些则需要进行适当处理后再加以利用。在生产中，只有不合适的用户，没有不合适的水资源。在总体设计时就是要选择和研究合理方式，为这些所谓的污废水资源选择寻找合适的用户。

焦化企业用水系统普遍采用循环用水、串级系统、限制工业新水的直流用水和合理采用工业污（废）水处理后回用的用水方式，这是在总体设计中所须遵循的原则。

在具体实施时，要对焦化企业主要生产工艺对回用水、工业新水、软化水及纯水的用水需求进行分析，由用水需求确定用水方式。敞开式净循环水、密闭式纯水或软化水循环水、浊循环水等用水，均须满足工艺生产需求为原则。

2.2.2.1　工业新水、纯水、软化水、回用水的常规用水方式

工业新水主要用于敞开式循环水系统的补充水。纯水、软化水主要用于密闭式循环冷却水系统的补充水以及锅炉、蓄热器等的用水。回用水主要用于冲洗地坪、场地洒水、设备轴封冲洗水、煤气水封补水、冲渣等，也有作为浊循环水系统补充水使用的。

按照节水减排、工业用水串接使用的原则，由于工业净循环水质（主要是含盐量指标）要优于浊循环水，因此应当优先以净循环水强制排污水作为浊循环水系统的补充水；但当净循环强制排污水量不能满足浊循环补充水量要求时，宜采用工业新水作为浊循环补充水。

2.2.2.2　工业废水回用方式

鉴于《焦化废水治理工程技术规范》HJ 2022—2012的规定，焦化废水处理必须达到GB 16171—2012排放标准或回用。因此，焦化工业废水回用方式为：a.经生化处理后送熄焦、洗煤或炼铁冲渣和泡渣等废水，可不进行生化处理后的深度净化处理，但其水中pH值、SS、COD、氨氮、挥发酚及氰化物应满足GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中表1相应的间接排放限值要求；b.深度净化处理出水可用作循环冷却水系统补充水，但应脱除该水中无机盐，包括其中富含的氯离子^［24］。

2.2.3　用水量平衡问题

对于焦化企业的水系统而言，应在满足生产要求的前提下，实现用水和排水之间的平衡，平衡的用水方式既不会有多余的工业污废水被排放，又可以尽量降低新水的需求量。在理论上，工业新水只用于补充因蒸发、风吹、排污、漏损等造成的循环水系统的水量损失，是一种完全理想的状态。虽然在实际应用过程中尚难以实现，但应当采取各种技术措施，使实际尽量接近理论。

水量平衡的首要工作就是确定全厂各主工艺用水量和排水量指标，在进行总体设计时，应参照相关行业以往类似工程的数据以及当前经济技术条件下对于该工艺的用水量的指标值等。该项工作需要做大量的调研工作，并应与确定合理的用水方式和用水水质紧密结合进行分析。