در حالی که مصرف آب در صنعت زیاد است، مصرف واقعی آن کم است و درمان برای استفاده مجدد قابل دوام است
صنعت آهن و فولاد اغلب به عنوان یکی از نیروهای اصلی که باعث پیشرفت اقتصادی و فناوری یک کشور می شود، در نظر گرفته می شود. از لحاظ تاریخی، جهانی شدن و صنعتی شدن رشد عظیمی را شاهد بوده است. در سال 2015، تولید جهانی فولاد خام به 89.6 میلیون تن رسید. مصرف فولاد در بخش‌های مختلف در حال رشد است و مصرف آب نیز همراه با آن در حال رشد است. برای مثال، تولید یک تن فولاد در هند به 60 متر مکعب آب نیاز دارد.
تولید فولاد نیز متأسفانه با آلودگی در مقیاس بزرگ همراه است. آب برای فرآیندها، خنک کردن، رسوب زدایی و گرد و غبار استفاده می شود . اما در واقع آب بسیار کمی مصرف می شود که بیشتر آنها دوباره استفاده می شود یا تخلیه می شود. آب شیرین عموماً برای فرآیندها و خنک‌سازی استفاده می‌شود، در حالی که آب دریا معمولاً در سیستم‌های خنک‌کننده یکبار پس از تصفیه استفاده می‌شود.
چرخه تولید فولاد
فولاد از مواد خام در یک چرخه یکپارچه یا با ضایعات ذوب شده در کوره قوس الکتریکی (EAF) تولید می شود. متوسط آب مصرفی برای نیروگاه های یکپارچه 28.6 مترمکعب به ازای هر تن فولاد است که میانگین دبی آن 25.3 مترمکعب بر تن است. برای گیاهان EAF، میانگین مصرف 28.1 مترمکعب بر تن، با دبی متوسط 26.5 متر مکعب بر تن است. بنابراین مصرف کلی آب در هر تن متریک کم است و بین 1.6-3.3 مترمکعب است . تلفات آب عمدتاً از تبخیر حاصل می شود و 90 درصد آب پس از خنک شدن و تصفیه تخلیه می شود. سپس معمولاً توسط سایر خدمات استفاده می شود.
کارخانه های فولادی یکپارچه شامل بخش های مختلف و کارخانه های کوچکتر هستند. یک کارخانه یکپارچه ممکن است دارای یک منطقه حمل مواد خام، یک کارخانه پخت، یک کارخانه کوره کک، یک کوره بلند، یک کارخانه ذوب فولاد (SMS)، یک کارخانه اکسیژن، کارخانه های نورد و کارخانه های تجاری باشد. در مجموع، بخش های مختلف و کارخانه های سازنده می توانند چندین کیلومتر مربع را پوشش دهند .
تصفیه آب
بسیاری از کارخانه های فولاد به شدت به فناوری تصفیه آب به روز نیاز دارند . حالت‌های تصفیه قدیمی قادر به اصلاح کامل آب برای احیا نیستند، اما تکنیک‌های جدیدتر مانند جداسازی غشایی نویدبخش است.
جریان‌های زباله معمولی صنعت فولاد حاوی ترکیبات خطرناکی مانند ترکیبات آلی پیچیده بنزن تولوئن زایلن (BTX) و هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای (PAH)، سیانید، آمونیاک، تیوسیانات، فنل‌ها و کرزول‌ها هستند. این ترکیبات چالش هایی را برای درمان ایجاد می کنند.
مراحل درمان می تواند شامل بسیاری از فن آوری های مختلف باشد. جداسازی فیزیکی، که ممکن است شامل ته نشینی گرانشی، غربالگری و حذف روغن باشد، معمولاً در مراحل اولیه استفاده می شود، اما فناوری غشایی نیز اکنون جایگزین خوبی برای جداسازی سنتی است. سپس معمولاً از انعقاد – لخته سازی استفاده می شود. سپس، فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (APOs) معمولاً برای ضدعفونی و کاهش کل جامدات محلول (TDS) استفاده می‌شوند . اینها شامل فتولیز ماوراء بنفش، اکسیداسیون پراکسید هیدروژن، اکسیداسیون فوتوفنتون، اکسیداسیون الکتروشیمیایی و ازن زنی است.
گاهی اوقات ممکن است از APO برای حذف ترکیبات سمی مانند PAH استفاده شود. اما برای حذف برخی از آلاینده ها مانند سیانید، از جذب ویژه فنل نیز استفاده می شود.
همچنین برای کارخانه‌های فولاد، استفاده از مرحله لجن فعال سنتی در عملیات ثالثیه برای کاهش بار مواد آلی، بسیار رایج است.
بازیابی آب
بازیافت آب در بخش فولاد شامل خنک کردن و نمک زدایی آب برای کنترل غلظت نمک در سیستم های گردش خون و کاهش مصرف و تخلیه آب شیرین و در عین حال بهبود کیفیت فولاد و عمر مفید تجهیزات است. ترکیب روش‌های تصفیه مانند جداسازی غشایی، تصفیه‌های شیمیایی، اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون می‌تواند سطح بالایی از حذف آلاینده‌ها را تولید کند و پساب‌های قابل استفاده مجدد را ارائه دهد که برای تجهیزات آسان‌تر، سازگار با محیط‌زیست و مقرون به صرفه‌تر از تخلیه آب تصفیه نشده در محیط است.