钢铁生产过程中产生大量的浓盐废水和冶金固废，这些废弃物的处理和利用已成为全球钢铁企业面临的共性难题。在钢铁废水处理领域，随着反渗透技术在钢铁企业废水回用系统中广泛应用，不可避免地会产生约占总进水30%的浓盐废水，其具有水量占比多、处理难度大、危害广及成本高的特点，已成为困扰钢铁企业提高废水回用率的瓶颈问题。另外，我国钢铁工业固体废物的产生量占全国工业固体废物的18%，其中包括高炉渣、钢渣和含铁尘泥等，这些废物不仅占用了大量的土地资源，还造成了严重的环境污染隐患。综上所述，浓盐废水与冶金固废已成为钢铁行业绿色发展的严峻挑战与棘手难题。

为解决钢铁浓盐废水处理效能低、机理不清晰、运行成本高的难点痛点，并充分结合冶金固废规模化建材利用过程中“需近、需水、需盐”的需求特征，本项目组经十余年不懈努力，颠覆性地开发出更具适应性与经济性的浓盐废水与冶金固废协同资源化新技术并成功应用于生产，进一步提升了钢铁行业绿色生产水平。主要创新成果如下：

（1）首创钢铁行业浓盐废水与冶金固废协同资源化技术体系：基于多相复杂离子环境特征，设计多元矿相组合，通过系统试验和工程验证，首创适用于复杂游离活泼离子环境的“复盐效应”与“硅的四配位同构化效应”理论新体系，将浓盐废水中复杂游离离子键合至矿物晶格，形成高强、稳定胶凝物相（力学性能、抗腐蚀性、离子固化性能较传统物相提高15%以上）。制备出满足国家相关标准的绿色建材产品，制作成本仅为传统产品的30%。

（2）开发“余压源头减量－结晶流化除杂-高效滤芯过滤”预处理关键技术：针对钢铁企业浓盐水余压浪费的问题，创新性开发“三段提量+产水循环”的浓盐水余压源头减量技术及装备，可实现浓盐水产生量由30%降低至15%（余压源头减量～50%），相应系统回收率由70%提升至85%，吨水耗能降低20%，且产水水质优于原系统，总产水电导率下降10%；针对钢铁企业浓盐水预处理效果差的难题，开发自结晶流化除杂技术及装备，与常规高密池相比，可实现系统能耗降低20%，占地减少40%，副产物实现资源利用，且无外加晶种和污泥处置单元；针对钢铁企业浓盐水处理工艺中滤芯等废弃物量大等难题，开发出集防短流、在线正洗和离线清洗等功能于一体的自清洁滤芯过滤技术与装备，可实现滤芯使用时间延长30%，劳动强度降低50%，减少RO系统占地20%。

（3）拓展浓盐水反渗透处理工艺水质设计指标体系，研发反渗透处理工艺高效能运行关键技术与装备：通过钢铁浓盐废水水质特征解析，创新性构建基于有机组分亲疏水性/酸碱性六组分的有机组分指纹图谱解析技术，首次精细识别钢铁行业浓盐废水系统RO膜有机污堵关键因子并提出新型管控策略；开发出基于三层复合纳滤膜的“逐级浓缩+分段循环”的纳滤分离装置，实现了膜系统清洗周期延长30%，膜使用寿命延长2倍以上。

本项目获得发明专利授权60余件，其中国际专利10余件；形成技术标准20项，其中国际标准7项、国家标准12项。经中冶集团科技成果评价达到国际领先水平，并多次受到央视频、中国环境、生态中国等官媒报道，获得日本、韩国、阿联酋等众多国际权威专家赞誉。

本项目成果已在内蒙古、河北、天津、辽宁等地多家钢铁企业得到广泛应用，实现直接经济效益超20亿元，典型案例中已累计节约新水取水量14017万m3/年，减少新水取水费7367万元，其中天钢、河钢等多个项目荣获工信部2024年工业废水循环利用典型案例。

本项目所开发的浓盐废水与冶金固废协同资源化技术，在本领域实现了由“消耗型”向“输出型”“静脉产业”向“动脉产业”“污染源治理”向“新质生产力”的产业变革。本项目所形成的产业模式具有广泛普适性，可在全国范围内推广，预计可形成百亿级规模循环经济产业，减少环保处置费用50亿元/年，节约天然资源4.8亿吨，减少二氧化碳排放量2亿吨/年，有效助力钢铁行业绿色可持续发展。

项目技术路线

钢铁企业浓盐水与冶金固废协同资源化技术示范工程

我们团队创新开发的钢铁企业浓盐水与冶金固废协同资源化体系，基于“复盐效应”与“硅的四配位同构化效应”理论突破，将浓盐水中重金属及Na+、Cl⁻等一价活泼离子稳定键合至矿物晶格，实现浓盐废水与钢渣、尾矿等固废的高效转化。经工业生产线验证，所制备的建材产品符合国家标准要求，成本仅为传统产品的30%；拓展浓盐水反渗透处理工艺水质设计指标体系；创新开发“余压源头减量装置”“自结晶流化反应器”“高效滤芯过滤器”及“逐级浓缩+分段循环”纳滤装置，有效提升系统效能及清洁生产水平。本技术已在内蒙古、河北、天津、辽宁等地多家钢铁企业得到应用，取得了显著的经济、环境和社会效益，入选中国钢铁工业协会评选的行业优秀创新成果及“十四五”中国工业水处理优秀创新技术成果，具有广阔的市场前景。未来可进一步优化升级技术装备，持续攻关，实现高盐废水和冶金矿渣的高效回收，为工艺技术绿色发展作贡献，为国家碳减排目标努力做贡献。