بهره‌وری مصرف آب در صنعت فولاد از نگاه محققان

مروری بر پژوهشهای مطرح حوزه آب در صنعت فولادبهره‌وری مصرف آب در صنعت فولاد از نگاه محققان

صنایع فولاد ایران طی سالیان گذشته، به مثابه پیشران توسعه منطقه ای، اشتغالزایی و ارزآوری برای کشور مطرح شده و ایفاگر نقشی بی‌بدیل در اقتصاد ایران بوده و هست. با این همه، این صنعت جهانی با چالش هایی از جمله مدیریت و مصرف آب در کشور مواجه است که در ادامه گزارش به مهم‌ترین پژوهش‌های این حوزه اشاره می شود.

به گزارش چیلان ، مساله آب در صنعت فولاد موضوع امروز و دیروز نیست؛ خنک‌کاری (تجهیزات، کوره‌ها، محصولات میانی تولیدشده آهنی و فولادی، کک فرآوری‌شده و…) منبع بخار مورد استفاده در فرآیند تولید یا نیروگاه‌های برق، کنترل، فرو نشاندن و پاک‌سازی غبارها و گازهای آلوده‌کننده، تمیزکاری سطوح و زدودن پوسته‌های اکسیدی، محلول‌های خطوط اسیدشویی، حلال محیط آبی به منظور روان‌کاری‌های روغنی یا پایه آب، غبارزدایی مواد اولیه، مصارف شست‌وشو و… اصلی ترین موارد مصرف آب در صنایع فولاد به شمار میآیند.

میزان مصرف آب در صنایع فولاد به چه عواملی متکی است؟

توجه به این نکته ضروری است که اگرچه میزان مصرف آب در این صنایع با توجه به نوع محصول، حجم کار، فرایندهای مورد استفاده و فناوری استفاده شده متفاوت است، اما در اغلب کشورهای توسعه یافته راهی متناسب با اقلیم، تکنولوژی و ظرفیت هایشان برای مصرف بهینه آب در صنایع فولاد ایجاد کرده اند. مدیریت پایدار و مصرف آب در صنایع فولاد مبتنی بر سیاست گذاری و انجام اقدامات نظارتی، اجرایی و قانونی است که برای تحقق برنامه ها و اهداف این صنعت ضرورت دارد.

مروری بر پژوهش های مطرح در حوزه مدیریت و مصرف پایدار آب در صنعت فولاد می تواند منجر به راهکارهای بهینه آب در این صنعت شود. در ادامه به برخی از مهم‌ترین پژوهش ها در این زمینه اشاره می شود:

استفاده از پساب؛ راهکاری برای مصرف بهینه آب در صنعت فولاد

«ارتقا کیفیت آب شستشوی مستعمل واحد اسیدشویی مجتمع فولاد مبارکه به روش تعویض یونی» پژوهشی است که در سال ۱۳۹۳ انجام گرفته است. این پژوهش با اشاره به استفاده ناگزیر از آب در صنایع فولادی، بازیابی و یا تصفیه پساب در این صنایع را عاملی در جهت صرفه جویی حجم زیادی از آب به شمار می آورد. از جمله یکی از پساب‌هایی که در در صنایع فولادسازی ارزش بازیابی دارد، پساب حاصل از شستشوی واحد اسیدشویی است. هدف از این پژوهش بررسی تصفیه این پساب به روش رزین های تعویض یونی است که بتواند مجددا در واحد شستشوی صفحات فولادی مورد استفاده قرار گیرد.

«بهینه‌سازی مصرف آب و استفاده مجدد از پساب فولاد در سیستم احیای مستقیم» پژوهش دیگری است که در سال ۱۳۹۸ صورت گرفته و نویسندگان ضمن اشاره به این که قسمت اعظم پساب از صنایع آهن و فولاد، از بخش خنک سازی، تولید میشود. مقاله بر این باور است که با بهره گیری مجدد از پساب و برگرداندن آن به سیستم، میتوان از هدررفت آب جلوگیری کرد. بنابراین مقوله هایی مانند افزایش بازده آبیاری، تکنولوژی‌های جدید و خدمات مشاوره‌ای در کنار کنترل مصرف آب و کنترل برداشت از منابع آب زیرزمینی می‌تواند به صنعت فولاد و همچنین اقتصاد کشور و بحران کم آبی کمک کند.

استفاده از فناوری؛ راهکار بهینه‌سازی مصرف آب در فولاد مبارکه

«مدل یکپارچه سیستم واترژی (آب-انرژی) برای ارزیابی ترکیب بهینه فناوری در صنعت فولاد (فولاد مبارکه اصفهان)» پژوهشی است که در سال ۱۳۹۹ صورت گرفته است و با اشاره به مفهوم «واترژی» از آن برای تحلیل ارتباط میان آب و انرژی در واحدهای مختلف فولاد بهره گرفته شده است. با استفاده از مدل ریاضی سیستم واترژی صنعت فولاد و در نظر گرفتن رشد قیمت منابع آب و انرژی الکتریکی، تحول فناوری در فولاد مبارکه بررسی شده است. در سناریوی بهینه با تحول فناوری و مقداری افزایش در مصرف انرژی الکتریکی در کارخانه فولاد مبارکه اصفهان، شاخص مصرف آب از ۷۸/۶ متر مکعب (آب متعارف) به حدود ۵/۵ متر مکعب کاهش یافته است.

«ارزیابی فناوری تکنولوژی های کاهنده آب در فولاد مبارکه» پژوهشی است که در سال ۱۳۹۶ صورت گرفته است. این پژوهش با اشاره به نیاز صنعت به آب که یا به عنوان ماده اولیه و یا به مثابه خنک کننده در فرایندها استفاده می شود، شرح میدهد که جایگزینی برای آب وجود ندارد. در نهایت نیز ضمن توضیح اهمیت شرکت فولاد مبارکه اصفهان در توسعه کشور، استفاده از بروزترین تکنولوژیها در فرایند تولید، چرخه استفاده و تصفیه آب (تعریف پروژه های بهینه سازی در فرآیندهای تولید، بازچرخانی و تصفیه آب خطوط تولید)، سرمایه‌گذاری در توسعه شبکه جمع آوری و تصفیه پساب شهرهای مجاور را راهی دانسته که این صنعت توانسته مصرف آب مورد نیاز خود را کاهش دهد.

بازچرخانی و استفاده چند باره در صنعت فولاد

«مدیریت تقاضای منابع آب در اصفهان با استفاده از روش بازچرخانی پساب در صنعت فولاد مبارکه» پژوهشی است که در سال ۱۳۹۲ نوشته شده است و ضمن اشاره به روش بازچرخانی آب، آن را عاملی در کاهش آسیب های کم آبی در مناطق کشور عنوان می کند. از آنجایی که تصفیه پساب و استفاده مجدد از آن نسبت به سایر روش‌های تهیه آب مقرون به‌صرفه‌تر است و از سوی دیگر جهت حفظ محیط زیست بایستی استانداردهای تخلیه به محیط زیست را رعایت نمود، چنانچه بازچرخانی پساب تصفیه شده به سقف ۸۰ درصد برسد می‌توان انتظار تولید حدود ۴ میلیارد مترمکعب آب داشت. این پژوهش با پرداختن به روش‌های موثر در این زمینه و با مطالعه موردی طرح های پیشنهادی اجرا شده در شهرهای مبارکه و لنجان در استان اصفهان، سعی کرده نگرشی دوباره به این مقوله و امنیت تامین آب مورد نیاز در صنعت فولاد داشته باشد. لذا ضمن طرح و بیان اهمیت موضوع مدیریت تقاضا و بازچرخانی آب در بخش های صنعتی به بررسی الگوی مصرف و وضعیت مصرف آب در بخش صنعت پرداخته شده و سپس به مطالعات و اقدامات انجام شده در این رابطه اشاره کرده است.

جمع‌بندی

به طور کلی با توجه به پژوهش های اشاره شده در بالا میتوان دریافت که مدیریت پایدار مصرف آب به سه دسته قابل تقسیم است: اول، راهکارهای موثر در کاهش مصرف آب مثلا به کارگیری هرچه بیشتر شبکه‌های آبی با چرخه بسته یا نیمه‌بسته با عملکرد بالا که برای چرخه‌های خنک‌کاری مناسب تر است. دوم، راهکارهای موثر در استفاده دوباره و چندباره از آب در فرآیندهای مختلف تولید؛ برای مثال استفاده از مدارهای چرخه آبی جهت به کارگیری دوباره آب خروجی واحدی به‌عنوان ورودی واحد دیگر با توجه به میزان کیفیت آب موردنیاز هر واحد. سوم، راهکارهای موثر در بازیافت آب یا تصفیه پساب تولیدی مثلا استفاده از تصفیه خانه برای پسابهای صنایع فولاد در جهت بازچرخانی آب مصرفی صنایع که بسته به هر مورد میتوانند مصرف آب را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.