英吉沙縣某水泥廠取用水合理性分析

孫本國

（新疆維吾爾自治區水文局水文實驗站,新疆 烏魯木齊 830000）

1 項目背景

英吉沙縣某水泥廠工程建設一條日產5000 t新型干法水泥生產線暨9000 kW純低溫余熱發電站,年產水泥產品100 萬t,年發電量4200000 kW·h,建設范圍為自石灰石礦山開采至水泥成品運輸出廠,包括余熱發電、煤粉制備以及與之相配套的生產輔助設施、生活設施、辦公設施。產品方案為P.II52.5 級硅酸鹽水泥,P.O42.5 級普通硅酸鹽水泥。水泥廠成立于2010 年4 月,系山東省重點援疆項目之一,公司位于英吉沙縣依格孜牙鄉。目前供水人口308 人,人飲水為市場購買桶裝純凈水（不計入用水量）。用水量一是生產用水（每年3月份復產、11 月上旬停產檢修,生產時間約180 天）,二是生活日常用水（洗漱洗衣沖廁等,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 萬 m3。

為了合理配置水資源,保證水資源可持續利用,促進社會經濟可持續發展,在論證工程取水的可行性和用水的合理性的基礎上,保障工程合理用水要求,以水資源的合理開發和可持續利用支撐區域經濟社會的可持續發展,提高用水效率和效益。本建設項目為工業供水,計算年取用水量為30 萬m3,日取水量為1600 m3/d,主要考慮建設項目區的取水規模、用途、當地的水資源狀況和開發利用程度、取退水影響的程度與范圍以及水功能區管理等方面的因素,依據《建設項目水資源論證導則》分類分級指標,屬于地表取水中工業取水三級類別,本次建設項目水資源論證等級定為三級。

現狀水平年和規劃水平年應根據國民經濟發展布局安排,結合工程提出的實施計劃、開始取水的時間、工程的設計水平年、水文等資料的實際情況分析確定?，F狀水平年一般為開展水資源論證前的1年～2 年,并避免特枯或特豐年[1-2]。本項目為辦理取水許可證,選取2019年為現狀水平年。2020 年為辦理取水許可證年,考慮取水許可證有效期最長不超過5 年,到期可辦理更換手續。本次是工業取水項目,不會有調整問題,取水許可證按10 年計算,確定設計水平年為2030年。

2 水泥廠用水節水工藝和技術分析

2.1 生產工藝分析

本項目總體供水流程為：依格孜牙河依格孜牙總干渠水源（取水）—進三級沉淀池—輸水管道4.715 km（包括溢水管15 m）進入公司沉淀池再次沉淀后—流經蓄水池—清水池—循環水池[3],通過37 kW 的離心水泵分別給生產區及生活區供水。

2.2 用水工藝分析

本供水工程用水環節為水廠水經過凈化、消毒后,通過管網分別給生產區及生活區供水使用。水泥廠生產設備、生活用水見表1。

表1 水泥廠生產設備、生活用水統計表

2.3 節水技術分析

節水主要體現在水源選擇、工程輸、配水、用水環節三個方面[4]。項目選擇的水源是依格孜牙河依格孜牙總干渠取地表水,水質較好。供水工程輸配水設計是按《室外給水設計標準》（GB 50013-2018）,節水技術合理可行。

（1）綜合生活用水（包括居民生活用水和公共設施用水）：按最高日綜合用水定額標準按新疆三類地區Ⅱ型小城是110 L/（人·d）～210 L/（人·d）,本次用水定額117 L/（人·d）。

（2）工業企業節水分析：循環水分為回轉窯循環水和余熱發電循環水,其中回轉窯循環水流程為：循環水池通過兩臺37 kW的單級立式離心泵將水送往回轉窯冷卻系統,冷卻后的水回到冷卻塔冷卻后最終通過填料落至循環水池后再次循環利用,期間蒸發量不大[5-6],每天用水量為100 m3左右（包括跑冒滴漏損失）。余熱發電循環水流程為：蓄水量為1500 m3的循環水池裝滿水后通過兩臺220 kW的單級臥式離心泵送往冷卻面積為1250 m2的凝汽器,換熱后的水回到玻璃鋼冷卻后最終通過填料、布水器等落至循環水池后再次循環利用,期間蒸發量大,每天用水量為600 m3左右）.其余水量用于綠化使用,用量在100 m3左右。

3 用水過程和水量平衡分析

本次供水工程是已建工程,是為供水工程進行水資源論證,對現狀年和設計年用水量進行分析計算。

3.1 各用水環節水量分析

本供水工程用水環節為地表水進入公司沉淀池再次沉淀后流經蓄水池、清水池以及循環水池,通過37 kW 的離心水泵分別給生產區及生活區供水。水泥廠生產設備、生活用水統計見表1。水泥廠各月用水量統計情況見表2。

表2 水泥廠各月用水量統計表 單位：萬m3

水泥廠年取用水量30 萬m3,其中生產用水量28.2 萬m3,生活用水量1.8 萬m3。根據《新疆工業用水定額生活用水》規定,按行業分類及代碼,水泥制造業為C 門類31 大類311中類3110 小類,水泥（干法）新水定額為0.4 m3/t,水泥熟料新水定額為0.2 m3/t,調整系數K=1-1.33。山水水泥廠年產100 萬t水泥,年生產用水量為28.2 萬m3,計算新水定額為0.282 m3/t,符合規范要求。水泥廠年銷售收入突破4.5 億元,計算萬元工業增加值用水量為6.7 m3/萬元,與喀什“三條紅線”2020 年萬元工業增加值用水量55 m3比較,水泥廠工業用水的效率是較高的,是符合國家及自治區的政策規定要求。

根據《室外給水設計規范》規定,綜合生活用水（包括居民生活用水和公共設施用水）：按最高日綜合用水定額標準按新疆三類地區Ⅱ型小城是110 L/（人·d）～210 L/（人·d）。水泥廠人員308 人,生活日用水：1.5 m3/h×24 h=36 m3,用水定額117 L/（人·d）,符合規范要求。

消防用水不單獨計列。僅根據消防用水量復核各分水廠清水池容積,滿足消防用水量即可,小于消防用水量的,按消防用水量確定清水池容積。

3.2 水量平衡分析

根據《新疆喀什地區英吉沙某水泥廠供水工程初步設計報告》,對英吉沙縣依格孜牙河總干渠灌區進行水量平衡分析。根據《喀什地區用水總量控制方案》,依格孜牙河灌區2016 年至2019 年年灌溉水利用系數由0.47 提高到0.49,高效節水灌溉發展增加面積為3.43 萬畝,退減灌溉面積控制指標為0.27 萬畝。2016 年灌區總灌溉面積9.86 萬畝,耕地面積6.63 萬畝。計算灌區灌溉面積設計年為9.59 萬畝,耕地面積6.36 萬畝。灌區農業灌溉機井按100 眼,單井出水量100 m3/h,每天抽水16 小時,每月抽水25 日,水利用系數0.8計算月最大取水量為320 萬m3。表3為英吉沙縣依格孜牙總干渠灌區農業用水量計算表,對灌區做設計年供需平衡分析,見表4。表中農業毛需水量7184 萬m3、工業、生活需水量207 萬m3,合計需水量7391 萬m3。地表水供水量7075 萬m3,地下水折合河水394 萬m3,合計是7469 萬m3。平衡后余水79 萬m3,缺水 0 萬 m3。

表3 英吉沙縣依格孜牙總干渠灌區設計年供需平衡分析表 單位：萬m3

表4 英吉沙縣依格孜牙總干渠灌區設計年供需平衡分析表 單位：萬m3

3.3 取用水必要性與可行性評價

通過取用水的合理性分析,本建設項目是工業生產及生活用水工程,符合國家有關政策及《英吉沙縣總體規劃》的要求,項目用水做到了水資源配置較為合理、基本符合管理要求和節水型社會構建要求,其取水要求是合理的。本工程取水水量合理,水質需要經過水處理后滿足生活日常洗漱洗衣沖廁。本工程取水是可行的。

3.4 節水潛力及措施分析

1）本項目主要是為水泥廠工業和生活用水提供保障,退水主要是水泥廠生活區、辦公區產生的生活污水,均排至生活樓后污水井,公司定期聯系外部人員,利用泵車進行抽取處理。水泥廠工業及用水量基本是按最低標準取水,全公司零排污,現場用水過程中的污水集中至放散庫東側水池,用于綠化灌溉,用水端無節水潛力。水泥廠從依格孜牙河總干渠取水,通過管道供水,供水端無節水潛力。

2）在經濟合理的前提下,采取綜合節水措施,主要考慮“一水多用,清污分流,循環使用”,充分挖掘項目在用水環節的節水潛力。根據國家新時期治水方針、政策,建設項目應采取“以水定廠、合理布局、統一規劃、適度規模、集中管理”的技術思路,根據國家安全飲水工程實施綱要,項目區的實際情況,有計劃、有步驟地實施飲水安全規劃目標,進一步深化和細化飲水安全工程建設規劃,提出近期要達到的目標和解決措施。

3）結合本地實際情況與目前國內先進的同類型水廠運行管理經驗,體現“合理利用、優化配置、高效利用、有效保護、綜合治理”的原則[7],鼓勵采用先進的節水生產設備,采用先進的生產工藝和材料,加強內部管理,降低管網溢漏水量,提高水利用率,并進一步挖掘節水潛力,增強用水戶節水意識,減少“跑、冒、滴、漏”,嚴厲打擊那些破壞供水設施、危害飲水水源安全的違法行為,使水廠和用水戶切實做到每個環節的節約用水,提高水資源利用效率。

4 結語

本供水工程是取地表水,水泥廠年用水量30 萬m3占英吉沙縣用水控制指標中依格孜牙河2019 年15349 萬m3的0.2%,可以滿足取水量的要求。其中工業用水量28.2 萬m3占三條紅線2020 年英吉沙縣工業用水量1290.65 萬m3的2.18%,生活用水量1.8 萬m3占三條紅線2020 年英吉沙縣生活用水量1455.22 萬m3的0.12%。取水對區域水資源的影響不大。本項目合理取水量30 萬m3,是工業及生活用水,是取英吉沙縣用水總量控制指標的用水,不占用其它縣的用水,對下游縣和鄉鎮用水戶沒有影響。水泥廠通過取用水的合理性分析,該建設項目是符合區域水資源規劃及配置要求的,對促進區域水資源優化配置和高效利用有積極意義,符合國家產業政策。