化工生产中供水资源利用及规划的可行性研究

平晓朵 ， 赵冰峰 ， 菅玉航

(多氟多新材料股份有限公司 ， 河南 焦作 454000)

随着国家双碳目标的明确，新能源的持续发展前景光明，动力锂电池高端新型添加剂-六氟磷酸锂的市场进一步打开，企业新增、扩产六氟磷酸锂项目，为满足后续的规划需求，对生产厂区水电气汽进行新的规划。循环水作为化工企业必不可少的公辅系统，在生产中发挥着至关重要的作用[1]。通过合理规划管理供水水源及路线，对企业水资源利用有着积极的意义[2]。在当前响应国家政策，保护地下水，关闭自备井等背景下，需结合新技术和新水源对循环水的节能降耗进行可行性研究，降低企业生产成本的同时，实现可持续性绿色发展。

1 样品采集与测试

1.1 样品

为保证样本采集的真实性、准确性，严格按照HJ494—2009《采样技术指导》开展样品采样工作[3]。从焦作市中站区多氟多新材料生产厂区、南水北调工程及孤山水库等3个地点随机盛取水样，分别记为一次水(自备井水)、南水北调水和佰利联孤山水库水。采样工作过程中，使用一次性采样勺和采样瓶，保证样品的真实性。

1.2 分析项目

①水质化学检验：对3个样品和一次水制取的软水等4个水源样品按国标进行水质化学检测分析。②计算4种水源的成本费，包括水资源费、电费、人工费、折旧费、维护费等；③从水质及环境方面分析供水水源特点。

2 结果调查分析

2.1 水质检测分析

对采集的4个水样，按国家标准GB T 50050—2017检测，检测项目及结果见表1。

表1 水质检测结果

由表1可知，①氯离子：水中氯离子能促进腐蚀反应，又有很强的穿透性，容易穿透金属表面的保护膜，造成缝隙和空蚀等局部腐蚀，用作循环冷却水时对设备将造成危害。南水北调水的氯离子含量最高，为0.045 mg/kg。②电导率：水中离子的含量会影响电导率的大小，越好的水质，电导率越小。测试结果表明(表1)，南水北调水的电导率最小，水质最好；佰利联孤山水库水次之。③总硬度：由结果可以看出，软水中的离子含量最少，其次是南水北调水，说明南水北调水在工业应用中可以较好地除去以碳酸盐形成的水垢。同时，南水北调水总硬度值最小。说明该水源中不仅碳酸盐含量低，非碳酸盐含量也较少。水硬度是表示水质的一个重要指标，是形成锅垢和影响产品质量的主要因素。从水质分析结果表明，南水北调水较适合工业用水。

2.2 成本分析

化工企业用水成本主要包括：水资源费、电费、人工费、折旧费、维修费及其他。成本增加主要来自水资源费用。四种水源水用水成本计算结果如下：其中，一次水、软水成本价格按1—7月成本平均单价加水资源费0.5元/t，软水不含废水处理费。可以看出，南水北调水成本最大，为6.8元/t；一次水成本最小，为1.48元/t；佰利联孤山水库水为3.5元/t。一次水因达不到生产需求量，故从成本来看，佰利联孤山水库水作为循环水较为适宜。四种水资源水成本分析：一次水1.48元/t，南水北调水6.8元/t，佰利联水库孤山水3.5元/t(按走管道估算)，软水3.24元/t。

2.3 供水水源特点

一次水优点：①来源地下水，用水成本低；②开采简单。缺点：①水质指标差，不利于生产、生活使用；②不利于地下水资源保护，国家正逐步要求关闭自备水井。

南水北调水优点：①减少对地下水开采；②各类水中指标最优，最适合做生产循环冷却用水，降低设备结垢频次；③Cl-指标是一次水、软水的37%，可降低高氯废水的处理压力；④可直接做职工生活用水。缺点：①使用成本最高；②对接政府，进度较慢。

佰利联孤山水库水优点：①减少对地下水的开采；②各类水中指标次优，适合做生产循环冷却用水，降低设备结垢频次；③Cl-指标最低，是一次水、软水的25%，可降低高氯废水的处理压力；④可直接做职工生活用水。缺点：①使用成本较高；②施工手续繁杂，施工费用投入较高，计划4 km，DN300管路约300万元。

软水优点：总硬度最低，但电导率、Cl-指标高，比较适合做循环冷却水。缺点：①制取成本较高；②需要排放高浓度废水，加大废水处理的成本。

2.4 综合分析

综上所述，为保障用水可靠性，并响应国家要求(关闭自备水井，保护地下水资源)，保障企业用水的水质条件下，减少企业生产成本，达到节能降耗的同时，实现可持续性发展，引入佰利联孤山水库水作为生产厂区循环水。

3 供水工程规划与管理措施

3.1 优选供水源

通过优选供水资源，从水质、水量、成本及环保等方面进行分析，选择佰利联孤山水库水作为供水水源。在选择前，对水源点的水资源条件进行了全面的勘探，结合实际情况；在对水源点进行开发时，确保水资源可持续利用，并做好水质保护工作[2]。

3.2 确定供水规模

生厂园区水资源用途可以将其分为一次循环水、消防用水、生活用水。其中根据日常数据及新建六氟磷酸锂项目需求，对全厂用水需求量进行准确计算(见表2)，并选择相应的管道管径及水泵扬程，管网覆盖全厂。

表2 用途分类及流量

3.3 优化用水管理

公司采取了一系列节水技术和措施，降低吨产品耗水量：①成立能源管理组织机构，公司副总为第一负责人；②建立完善用水管理办法，明确单位管理职责及责任人，加强各职能用水管理；③完善用水计量器具管理制度；④加强对全员节约用水宣传，提高职工的节约用水意识，定期组织开展节能培训[4]。

4 结论

根据水质、成本及环保等方面确定佰利联孤山水库为供水水源，通过规划用水规模及用水管理，既可以实现化工园区2021年规划的供水目标，又能提高园区供水保障程度，从而实现区域水资源的高效开发利用。