英吉沙县某水泥厂取用水合理性分析

孙本国

（新疆维吾尔自治区水文局水文实验站,新疆 乌鲁木齐 830000）

1 项目背景

英吉沙县某水泥厂工程建设一条日产5000 t新型干法水泥生产线暨9000 kW纯低温余热发电站,年产水泥产品100 万t,年发电量4200000 kW·h,建设范围为自石灰石矿山开采至水泥成品运输出厂,包括余热发电、煤粉制备以及与之相配套的生产辅助设施、生活设施、办公设施。产品方案为P.II52.5 级硅酸盐水泥,P.O42.5 级普通硅酸盐水泥。水泥厂成立于2010 年4 月,系山东省重点援疆项目之一,公司位于英吉沙县依格孜牙乡。目前供水人口308 人,人饮水为市场购买桶装纯净水（不计入用水量）。用水量一是生产用水（每年3月份复产、11 月上旬停产检修,生产时间约180 天）,二是生活日常用水（洗漱洗衣冲厕等,每年1月～3 月只有154 人上班、4 月～12 月是308 人上班）,日用水量1600 m3,年用水量 30 万 m3。

为了合理配置水资源,保证水资源可持续利用,促进社会经济可持续发展,在论证工程取水的可行性和用水的合理性的基础上,保障工程合理用水要求,以水资源的合理开发和可持续利用支撑区域经济社会的可持续发展,提高用水效率和效益。本建设项目为工业供水,计算年取用水量为30 万m3,日取水量为1600 m3/d,主要考虑建设项目区的取水规模、用途、当地的水资源状况和开发利用程度、取退水影响的程度与范围以及水功能区管理等方面的因素,依据《建设项目水资源论证导则》分类分级指标,属于地表取水中工业取水三级类别,本次建设项目水资源论证等级定为三级。

现状水平年和规划水平年应根据国民经济发展布局安排,结合工程提出的实施计划、开始取水的时间、工程的设计水平年、水文等资料的实际情况分析确定。现状水平年一般为开展水资源论证前的1年～2 年,并避免特枯或特丰年[1-2]。本项目为办理取水许可证,选取2019年为现状水平年。2020 年为办理取水许可证年,考虑取水许可证有效期最长不超过5 年,到期可办理更换手续。本次是工业取水项目,不会有调整问题,取水许可证按10 年计算,确定设计水平年为2030年。

2 水泥厂用水节水工艺和技术分析

2.1 生产工艺分析

本项目总体供水流程为：依格孜牙河依格孜牙总干渠水源（取水）—进三级沉淀池—输水管道4.715 km（包括溢水管15 m）进入公司沉淀池再次沉淀后—流经蓄水池—清水池—循环水池[3],通过37 kW 的离心水泵分别给生产区及生活区供水。

2.2 用水工艺分析

本供水工程用水环节为水厂水经过净化、消毒后,通过管网分别给生产区及生活区供水使用。水泥厂生产设备、生活用水见表1。

表1 水泥厂生产设备、生活用水统计表

2.3 节水技术分析

节水主要体现在水源选择、工程输、配水、用水环节三个方面[4]。项目选择的水源是依格孜牙河依格孜牙总干渠取地表水,水质较好。供水工程输配水设计是按《室外给水设计标准》（GB 50013-2018）,节水技术合理可行。

（1）综合生活用水（包括居民生活用水和公共设施用水）：按最高日综合用水定额标准按新疆三类地区Ⅱ型小城是110 L/（人·d）～210 L/（人·d）,本次用水定额117 L/（人·d）。

（2）工业企业节水分析：循环水分为回转窑循环水和余热发电循环水,其中回转窑循环水流程为：循环水池通过两台37 kW的单级立式离心泵将水送往回转窑冷却系统,冷却后的水回到冷却塔冷却后最终通过填料落至循环水池后再次循环利用,期间蒸发量不大[5-6],每天用水量为100 m3左右（包括跑冒滴漏损失）。余热发电循环水流程为：蓄水量为1500 m3的循环水池装满水后通过两台220 kW的单级卧式离心泵送往冷却面积为1250 m2的凝汽器,换热后的水回到玻璃钢冷却后最终通过填料、布水器等落至循环水池后再次循环利用,期间蒸发量大,每天用水量为600 m3左右）.其余水量用于绿化使用,用量在100 m3左右。

3 用水过程和水量平衡分析

本次供水工程是已建工程,是为供水工程进行水资源论证,对现状年和设计年用水量进行分析计算。

3.1 各用水环节水量分析

本供水工程用水环节为地表水进入公司沉淀池再次沉淀后流经蓄水池、清水池以及循环水池,通过37 kW 的离心水泵分别给生产区及生活区供水。水泥厂生产设备、生活用水统计见表1。水泥厂各月用水量统计情况见表2。

表2 水泥厂各月用水量统计表 单位：万m3

水泥厂年取用水量30 万m3,其中生产用水量28.2 万m3,生活用水量1.8 万m3。根据《新疆工业用水定额生活用水》规定,按行业分类及代码,水泥制造业为C 门类31 大类311中类3110 小类,水泥（干法）新水定额为0.4 m3/t,水泥熟料新水定额为0.2 m3/t,调整系数K=1-1.33。山水水泥厂年产100 万t水泥,年生产用水量为28.2 万m3,计算新水定额为0.282 m3/t,符合规范要求。水泥厂年销售收入突破4.5 亿元,计算万元工业增加值用水量为6.7 m3/万元,与喀什“三条红线”2020 年万元工业增加值用水量55 m3比较,水泥厂工业用水的效率是较高的,是符合国家及自治区的政策规定要求。

根据《室外给水设计规范》规定,综合生活用水（包括居民生活用水和公共设施用水）：按最高日综合用水定额标准按新疆三类地区Ⅱ型小城是110 L/（人·d）～210 L/（人·d）。水泥厂人员308 人,生活日用水：1.5 m3/h×24 h=36 m3,用水定额117 L/（人·d）,符合规范要求。

消防用水不单独计列。仅根据消防用水量复核各分水厂清水池容积,满足消防用水量即可,小于消防用水量的,按消防用水量确定清水池容积。

3.2 水量平衡分析

根据《新疆喀什地区英吉沙某水泥厂供水工程初步设计报告》,对英吉沙县依格孜牙河总干渠灌区进行水量平衡分析。根据《喀什地区用水总量控制方案》,依格孜牙河灌区2016 年至2019 年年灌溉水利用系数由0.47 提高到0.49,高效节水灌溉发展增加面积为3.43 万亩,退减灌溉面积控制指标为0.27 万亩。2016 年灌区总灌溉面积9.86 万亩,耕地面积6.63 万亩。计算灌区灌溉面积设计年为9.59 万亩,耕地面积6.36 万亩。灌区农业灌溉机井按100 眼,单井出水量100 m3/h,每天抽水16 小时,每月抽水25 日,水利用系数0.8计算月最大取水量为320 万m3。表3为英吉沙县依格孜牙总干渠灌区农业用水量计算表,对灌区做设计年供需平衡分析,见表4。表中农业毛需水量7184 万m3、工业、生活需水量207 万m3,合计需水量7391 万m3。地表水供水量7075 万m3,地下水折合河水394 万m3,合计是7469 万m3。平衡后余水79 万m3,缺水 0 万 m3。

表3 英吉沙县依格孜牙总干渠灌区设计年供需平衡分析表 单位：万m3

表4 英吉沙县依格孜牙总干渠灌区设计年供需平衡分析表 单位：万m3

3.3 取用水必要性与可行性评价

通过取用水的合理性分析,本建设项目是工业生产及生活用水工程,符合国家有关政策及《英吉沙县总体规划》的要求,项目用水做到了水资源配置较为合理、基本符合管理要求和节水型社会构建要求,其取水要求是合理的。本工程取水水量合理,水质需要经过水处理后满足生活日常洗漱洗衣冲厕。本工程取水是可行的。

3.4 节水潜力及措施分析

1）本项目主要是为水泥厂工业和生活用水提供保障,退水主要是水泥厂生活区、办公区产生的生活污水,均排至生活楼后污水井,公司定期联系外部人员,利用泵车进行抽取处理。水泥厂工业及用水量基本是按最低标准取水,全公司零排污,现场用水过程中的污水集中至放散库东侧水池,用于绿化灌溉,用水端无节水潜力。水泥厂从依格孜牙河总干渠取水,通过管道供水,供水端无节水潜力。

2）在经济合理的前提下,采取综合节水措施,主要考虑“一水多用,清污分流,循环使用”,充分挖掘项目在用水环节的节水潜力。根据国家新时期治水方针、政策,建设项目应采取“以水定厂、合理布局、统一规划、适度规模、集中管理”的技术思路,根据国家安全饮水工程实施纲要,项目区的实际情况,有计划、有步骤地实施饮水安全规划目标,进一步深化和细化饮水安全工程建设规划,提出近期要达到的目标和解决措施。

3）结合本地实际情况与目前国内先进的同类型水厂运行管理经验,体现“合理利用、优化配置、高效利用、有效保护、综合治理”的原则[7],鼓励采用先进的节水生产设备,采用先进的生产工艺和材料,加强内部管理,降低管网溢漏水量,提高水利用率,并进一步挖掘节水潜力,增强用水户节水意识,减少“跑、冒、滴、漏”,严厉打击那些破坏供水设施、危害饮水水源安全的违法行为,使水厂和用水户切实做到每个环节的节约用水,提高水资源利用效率。

4 结语

本供水工程是取地表水,水泥厂年用水量30 万m3占英吉沙县用水控制指标中依格孜牙河2019 年15349 万m3的0.2%,可以满足取水量的要求。其中工业用水量28.2 万m3占三条红线2020 年英吉沙县工业用水量1290.65 万m3的2.18%,生活用水量1.8 万m3占三条红线2020 年英吉沙县生活用水量1455.22 万m3的0.12%。取水对区域水资源的影响不大。本项目合理取水量30 万m3,是工业及生活用水,是取英吉沙县用水总量控制指标的用水,不占用其它县的用水,对下游县和乡镇用水户没有影响。水泥厂通过取用水的合理性分析,该建设项目是符合区域水资源规划及配置要求的,对促进区域水资源优化配置和高效利用有积极意义,符合国家产业政策。