金东纸业水资源补充论证取用水合理性分析

王 翔，贾冬冬，朱田康，薛 晶

（镇江市工程勘测设计研究院有限公司，江苏 镇江 212000）

1 项目概况

金东纸业（江苏）股份有限公司（以下简称金东纸业）是由金光集团投资兴建的一家大型纸业公司。1996年金东纸业135万t造纸建设项目获批立项，1997年金东纸业取得了水利主管部门颁发的取水许可证，审批年取水量3632万m3，通过新建取水工程从长江取水，经自备水厂、自备电厂生产出清水、蒸汽供企业生产和生活使用。近几年，金东纸业的用水结构、取水量已发生很大改变，用水组成较为复杂。首先，金东纸业通过工艺设备改造提升，引进节水技术，自备水厂的供水能力略有余量；在新区政府的协调下，金东纸业利用其取水余量将生产的清水、工业蒸汽供应给奇美化工，之后又向巴斯夫等公司小规模供应工业蒸汽。其次，金东纸业中、远期规划企业产能提升约100万t/a。同时，根据《镇江市区热电联产规划（2018—2020）》，规划新建镇江东部能源中心热电联产项目，拟由金东纸业提供水源。

2 取用水合理性分析

2.1 用水环节与用水过程分析

2.1.1 用水环节

本项目用水取自长江镇扬河段，长江水经自备清水处理厂处理后一部分供金东纸业生产和生活使用；一部分供东部能源中心产能向金东纸业、大东纸业以及金东纸业自备热电厂供热用户巴斯夫、奇美化工等供热；其余部分用于向奇美化工供水。

2.1.2 用水过程

（1）现状用水。本项目现状用水包括金东纸业自身生产与生活用水、向奇美化工供应工业用水和工业蒸汽、向巴斯夫供应工业蒸汽。

金东纸业生产用水主要用于PM1产线、PM2产线、PM3产线、涂布车间、整理车间、自备热电厂、轻质碳酸钙厂PCC、轻质碳酸钙厂PCC3、重质碳酸钙厂、涂料车间、码头、化机浆等。

奇美化工用水包括生产用水和生活用水，其中生产用水通过管输取用金东纸业工业水，主要供给冷却用水、洗涤用水、水封槽用水、生产纯水用水等；生活用水通过管输取用市政自来水。

巴斯夫用水包括生产用水和生活用水，其中工业蒸汽向金东纸业购买，其余用水均取用市政自来水。生产用水主要供给产品工艺用水、冷却用水、公用工程用水等。

（2）规划用水。按金东纸业中、远期发展规划，目前在建工程有年产12.96万t A4静电复印纸加工生产线技术改造项目和年产10万t整理车间加工生产线技术改造项目。2020年8月已备案待建工程有年产10万t特种纸项目。2020年12月前计划完成PM5、PM6纸机项目备案，建成后具备年产30万t特种双胶纸生产能力。二期高级特种纸项目PM7、PM8两台纸机含配套工程将在一期建成投产后相继实施，现已列入公司的远期发展规划，预计再增加产能40万t。上述项目全部建成后，金东纸业产能将提升约100万t/a。

根据《镇江市区热电联产规划（2018—2020）》，对金东纸业热电厂、大东纸业热电厂实施关停整合，在充分利用现有热电资源的基础上，规划新建镇江东部能源中心热电联产项目，作为区域公共热源点，以满足现有热源点关停后接续供热需求。根据《镇江新区东部能源中心项目装机方案》，其建设规模为3炉4机，即3×400 t/高温超高压燃煤锅炉+3×CB40MW-12.5/1.7/0.7抽背机+1×CB11MW-12.5/2.7/0.98背压机，共有4种热负荷参数，分采暖期和非采暖期，采暖期平均热负荷632 t/h，利用小时数为3200 h；非采暖期平均热负荷468 t/h，利用小时数为4500 h。该供热中心清水由金东纸业现有自备水厂提供，取水位置和方式不变。

2.1.3 水量平衡分析

（1）现状水量平衡分析。金东纸业于2018年开展了最近一次水平衡测试，测试结果如下：公司新水量62945 m3/d（包括外供奇美化工与巴斯夫），即2297万m3/a；总用水量1195172 m3/d；蒸汽冷凝水回用量18986 m3/d；废水回用水量168363 m3/d；间接冷却水循环水量951134 m3/d；耗水量14412 m3/d；排水量41198 m3/d。

奇美化工于2018年6月进行了最近一次水平衡测试，测试结果如下：公司日均用水量7786.4 m3，循环用水量429869 m3，重复利用率达98.22%。奇美化工日用7786.4 m3新水量中，生产用水3961.4 m3，辅助生产用水（主要是生产纯水和软水供生产使用）3605.1 m3，其他用水220 m3（包括生活用水100 m3和食堂用水120 m3）；耗水量6361.7 m3。

巴斯夫于2020年6月进行了最近一次水平衡测试，测试结果如下：公司日均总用水量48918.00 m3，其中新水用水量841.00 m3；重复利用水量48077.00 m3，重复利用率98.28%。测试期间，该企业日取用新水量841.00 m3（含外购蒸汽量114 t）；耗水量291 m3；排水量332 m3（扣除雨水3746 m3）。

（2）规划水量平衡分析。金东纸业取水量：根据2018年水平衡测试，全厂取水量62945 m3/d，外供水量6256 m3/d，电厂取水12525 m3/d。经计算，金东纸业生产取水为16119860 m3/a。根据金东纸业中、远期发展规划，金东纸业特种纸产量增加100万t/a，按照苏水节〔2020〕5号文《江苏省林牧渔业、工业、服务业和生活用水定额（2019年修订）》（以下简称《用水定额》）中印刷书写纸Ⅰ级定额13 m3/t测算，增产将增加取用新水1300万m3/a，合计金东纸业取水量为29119860 m3/a。

东部能源中心取水量：根据《镇江新区东部能源中心项目装机方案》，东部能源中心替代金东纸业自备热电厂和大东纸业自备热电厂热负荷，设计采暖期平均热负荷632 t/h，非采暖期平均热负荷468 t/h。根据装机方案，经计算，采暖期热负荷为202.24万t，非采暖期热负荷为210.6万t，两者合计年热负荷为412.84万t，综合补水率取0.6，取水量约为247.7万m3；冷却水塔补水约为200万m3。综上，东部能源中心年取水量约为447.7万m3。

奇美化工取水量：金东纸业水平衡测试中，外供奇美化工水量为6256 m3/d，即2283440 m3/a；奇美化工水平衡测试中生产用水为7566.4 m3/d，即2761736 m3/a。根据2016—2018年奇美化工逐月工业用水量对比，发现奇美化工水平衡测试月份6月用水量均大于金东纸业水平衡测试月份3月，2次水平衡测试的结果不一样应该是由于测试时间不一致造成的。2016—2018年奇美化工年工业用水量分别为2659314、2485732、2564893 m3，与奇美化工水平衡测试中数据较为接近，因此采用奇美化工水平衡测试中数据即2761736 m3/a。

项目规划水量平衡成果，详见表1。

表1 项目规划水量平衡成果m3/a

2.2 节水指标分析

2.2.1 重复使用率

水量重复使用率计算公式为：

式中：Qf，s为重复利用水量（m3）；Q Z，s为总用水量（m3）。

经计算，金东纸业Φs=[(18986+168363+951134)/1195172]×100%=95.26%，奇美化工Φs=[429869/(429869+7786.4)]×100%=98.22%,巴斯夫Φs=(48077/48918)×100%=98.28%。

2.2.2 单位产品新水量

单位产品新水量计算公式为：

式中：V yf为年新水量（m3）；Q为年产量（t）。

（1）金东纸业。水平衡测试期间金东纸业的日均新水量为56689 m3，日均生产新水量44164 m3，日 均 产 量5479 t，单 位 产 品 新 水 量8.06 m3/t。2018年，金东纸业年产量1910279 t，全厂新水量21621281 m3，生产新水量14740121 m3，单位产品新水量7.71 m3/t。规划远期年纸产品产量3000000 t，全厂生产新水量29119860 m3，单位产品新水量9.71 m3/t。

（2）奇美化工。水平衡测试期间奇美化工的日均新水量为7645 m3，日均生产新水量7365 m3，日均产量3281 t，单位产品新水量2.25 m3/t。2018年度该公司新水量2564893 m3，聚苯乙烯产量185.5万t，单位产品新水量1.38 m3/t。

（3）巴斯夫。水平衡测试期间巴斯夫的日均新水量为841 m3，日均丁苯胶乳产量385 t，单位产品新水量2.18 m3/t。2018年度该公司新水量27.04万m3，丁苯胶乳产量11.45万t，单位产品新水量2.36 m3/t。

2.2.3 新水利用系数

新水利用系数是耗水量与取水量之比。

经计算，金东纸业K f=(14412/56689)×100%=25%，奇 美 化 工K f=(6361.7/7786.4)×100%=81.7%，巴斯夫K f=(291/841)×100%=35%。

2.2.4 综合生活用水定额

金东纸业全厂定员为2800人，生活用水量为307 m3/d，职工人均生活用水量为109.6 L/（人·d）。根据《用水定额》，城镇居民生活用水定额为150 L/（人·d），本项目设计生活用水量满足该定额要求。

2.3 取用水合理性分析成果

金东纸业主要产品为涂布纸，《用水定额》中涂布纸Ⅰ级用水定额为14 m3/t，经计算，金东纸业中、远期规划单位产品新水量为9.71 m3/t，低于该用水定额要求，用水基本合理。

奇美化工主要产品为聚苯乙烯，《用水定额》中聚苯乙烯用水定额为15 m3/t，经计算，奇美化工单位产品新水量为2.25 m3/t，低于该用水定额要求，用水基本合理。

巴斯夫主要产品为丁苯胶乳，属于专项化学用品制造行业，行业代码2662。经查《用水定额》无相关行业定额，参照广东省地方标准《广东省用水定额》（DB44/T1461.2-2021）类似行业“合成乳胶”定额的3.2 m3/t，经计算，巴斯夫单位产品新水量为2.18 m3/t，低于该用水定额要求，用水基本合理。

3 取水水源论证[1]

3.1 取水工程

取水口位于长江大港马鞍叽上游200 m，地理位置坐标为东经119°40'16″、北纬32°12'40″。取水泵站位于自备码头上，有取水泵8台，每台额定流量825 m3/h，功率110 kW，扬程35 m，设有1条管径为DN900的进水管路。

3.2 可供水量分析

本工程用水年取水总量为3636万m3，平均日取水量为9.96万m3。

根据长江下游大通水文站1950—2002年连续系列资料统计，大通站多年平均径流量为9052亿m3，多年平均径流量为28680 m3/s，根据频率计算，大通站P=97%时相应的年径流量为6990亿m3、P=97%时设计年最小流量为5560 m3/s。大通站至本工程取水断面区间多年平均汇入流量为1320 m3/s。根据区域水资源开发利用分析，大通站至本工程取水口断面区间的现状水平年平均用水量为346 m3/s，平均耗水量为145 m3/s。由以上分析可以看出，大通站至本工程取水口断面区间的来水量大大超过区间现状耗水量，经保守考虑，采用大通站设计径流作为长江镇扬河段的设计径流，即97%条件下设计径流量为6990亿m3、设计年最小流量为5560 m3/s。

将本工程取水量与取水口断面来水量进行比较，在设计频率P=97%条件下，本工程取水量约占取水断面年径流量的0.0052%，详见表2。因此，长江来水可以满足本工程取水水量的要求，本工程从取水水量方面而言是可靠的。

表2 工程取水量占取水河段来水量的比例

3.3 取水水资源质量分析

通过大港码头水质断面监测资料的评价分析，该断面2017—2018年水质综合评价为Ⅱ类，达到水功能区2020年水质目标。本项目用水对水质的要求不高，长江地表水能满足项目对水质的要求。

3.4 取水口位置合理性分析

本工程取水口与谏壁闸水文站相距10 km左右，且同在南岸，因此采用谏壁闸水文站设计低潮位代表本工程取水口处设计低水位。根据谏壁闸水文站1966—2018年共53 a水位观测资料统计，历史最低潮位为-0.43 m（1985国家高程基准，1979年1月30日）。根据上述历史最低水位资料系列进行频率分析，应用皮尔逊Ⅲ型曲线适线计算得出本工程取水口处P=97%设计低水位为-0.41 m，本工程取水口高程为-3 m，在P=97%设计水位下取水水深为2.59 m。本工程取水口高程能够满足本工程正常取水要求。

综上分析，本工程以长江为取水水源，长江水位、水质均能满足项目取水对水深和水质的要求，因此取水水源是可靠的。

4 结语

通过对金东纸业现状及规划各用水组成进行分析后认为其用水结构变化后的用水工艺合理，节水效果较好，项目的用水是合理的。本项目全面取水后，未超出总量控制指标，取水符合当地用水总量控制指标要求。