謝艷麗，劉烜辰，李遠，王北星

（中石化節(jié)能技術(shù)服務(wù)有限公司，北京 100013）

1 中國水資源和工業(yè)用水現(xiàn)狀

水資源是人類不可或缺的自然資源，在社會生活、工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟活動中起著重要的作用。我國正處于高質(zhì)量發(fā)展的時期，對水資源的深入了解、利用和管理具有重要意義。我國水資源總量豐富，位居世界第6位，但由于人口基數(shù)大導(dǎo)致人均水資源占有量低。同時，生產(chǎn)中存在的水資源污染、浪費等問題進一步導(dǎo)致了我國用水總量大和可利用的人均水資源占有量低的問題。我國水利部發(fā)布的2017年水資源公報顯示，我國水資源總量為28 761.2億m3，全年用水總量6 043.4億m3[1]。水資源空間分布不均和部分地區(qū)水資源開發(fā)利用缺乏規(guī)劃等問題也加劇了我國水資源利用的嚴(yán)峻形勢[2]。我國工業(yè)用水面臨著相同的嚴(yán)峻形勢，這體現(xiàn)在用水量大和用水效率低兩方面。2017年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)用水量占用水總量的21.1%，存在水資源供需矛盾突出的問題，萬元工業(yè)增加值用水量為45.6 m3，是世界先進水平的2倍，有較大的提升空間。

針對國外發(fā)達國家工業(yè)用水情況趨勢的研究顯示，在20世紀(jì)90年代前發(fā)達國家經(jīng)歷了工業(yè)用水量達到峰值后逐漸下降的過程[3]，用水量趨勢變化與我國基本相符。工業(yè)用水量減少與產(chǎn)業(yè)升級、用水效率提高和愈加嚴(yán)格的環(huán)境要求密不可分[4]。發(fā)達國家工業(yè)用水量下降的原因可以從制度和技術(shù)兩方面進行分析。首先，發(fā)達國家制定了嚴(yán)格的工業(yè)用水和節(jié)水制度推動高科技和低能耗的水產(chǎn)業(yè)代替原有水產(chǎn)業(yè)。在此基礎(chǔ)上，部分發(fā)達國家制定了更加嚴(yán)格的取水限制及水質(zhì)排放法規(guī)，強制性提高工業(yè)循環(huán)水利用率，改變水資源管理方式，并且在必需時利用淡化海水等非常規(guī)水資源作為補充。其次，在相關(guān)制度完善的情況下，政府和行業(yè)大力推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改變，促進技術(shù)發(fā)展進步，并且對節(jié)水概念和技術(shù)進行大力普及，這些舉措極大地促進了發(fā)達國家工業(yè)用水量的下降。

中國較早的認(rèn)識到了水資源短缺這一客觀事實后，推行了相關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)水技術(shù)進步，降低了工業(yè)用水量。我國工業(yè)節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)化工作起始于20世紀(jì)80年代末，取水定額系列標(biāo)準(zhǔn)是其中一個重要分支[5]。近十年來，石油化工、冶金、鋼鐵、船舶制造等用水量消耗多的行業(yè)開始發(fā)布和實施產(chǎn)品取水定額標(biāo)準(zhǔn)[6]?！笆濉逼陂g，國家發(fā)布了19項高耗水行業(yè)取水定額國家標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)制定有效的行業(yè)用水規(guī)劃提供了依據(jù)，為制定其他高耗水行業(yè)及產(chǎn)品的取水定額國家標(biāo)準(zhǔn)打下了基礎(chǔ)?！笆濉币詠?，國家先后出臺了《“十三五”水資源消耗總量和強度雙控行動方案》《節(jié)水型社會“十三五”規(guī)劃》和《國家節(jié)水行動方案》等政策法規(guī)，從國家層面統(tǒng)籌推進節(jié)水工作，逐步完善節(jié)水制度建設(shè)，限制用水總量，提高用水效率，大力推進節(jié)水技術(shù)進步，促進水資源可持續(xù)利用。《節(jié)水型社會“十三五”規(guī)劃》提出，“十三五”期間，降低萬元工業(yè)增加值用水量20%，實現(xiàn)年用水量1萬m3規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)用水定額全覆蓋。2020年前完成節(jié)水國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂112項，其中，工業(yè)領(lǐng)域擬修訂21項[7]。2019年印發(fā)的《國家節(jié)水行動方案》確定了2020年到2035年近期到遠期的節(jié)水主要目標(biāo)，提出到2035年，全國用水總量控制在7 000億m3內(nèi)，形成健全完善的節(jié)水政策法規(guī)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系。到2020年，建立覆蓋主要農(nóng)作物、工業(yè)產(chǎn)品和生活服務(wù)業(yè)的先進用水定額體系[8]。

2 典型化工產(chǎn)品取水定額標(biāo)準(zhǔn)研究

工業(yè)產(chǎn)品取水定額標(biāo)準(zhǔn)的制定旨在為高用水行業(yè)制定合理可靠的節(jié)水用水的科學(xué)規(guī)劃，也是推行企業(yè)節(jié)水管理的重要依據(jù)。目前國家已制定40項取水定額標(biāo)準(zhǔn)，各省市也發(fā)布了適用于本省市的部分產(chǎn)品的取水定額標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)GB/T 18820—2011《工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品取水定額編制通則》中術(shù)語定義可知，工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品取水定額為以生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品的單位產(chǎn)量為核算單位的合理取用常規(guī)水資源的標(biāo)準(zhǔn)取水量。針對同一定義和同一計量方法，部分省市發(fā)布的產(chǎn)品定額標(biāo)準(zhǔn)又稱為“用水定額”[9]。定額表達方式不統(tǒng)一的情況客觀上造成了取水定額標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計的困難，同時也造成了區(qū)域取水定額標(biāo)準(zhǔn)可比性、可參考性差的情況。現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)僅能覆蓋部分高耗水行業(yè)產(chǎn)品，需要進一步完善。

針對化工行業(yè)取水定額標(biāo)準(zhǔn)不完善、計量統(tǒng)計基準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題，典型化工產(chǎn)品取水定額標(biāo)準(zhǔn)研究針對以精對苯二甲酸（PTA）為代表的化工產(chǎn)品，采用“點、線、面”相結(jié)合的方式，開展了行業(yè)用水特點、用水節(jié)水指標(biāo)和節(jié)水工藝技術(shù)行業(yè)調(diào)研測試，選擇部分代表性企業(yè)發(fā)放了調(diào)查問卷，并大范圍征求意見，深入分析典型企業(yè)用水管理、節(jié)水措施和工藝技術(shù)水平；在調(diào)研測試的基礎(chǔ)上，設(shè)立科學(xué)合理的取水邊界和計量統(tǒng)計基準(zhǔn)，結(jié)合行業(yè)情況進行定額標(biāo)準(zhǔn)的合理性、先進性和時效性評估，通過統(tǒng)計分析、定額比較等方法確定相應(yīng)的指標(biāo)。

典型化工產(chǎn)品取水定額編制程序和方法依據(jù)《工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品取水定額編制通則》（GB/T 18820—2011）《企業(yè)水平衡與測試通則》（GB/T 12452—2016）和《工業(yè)用水節(jié)水 術(shù)語》（GB/T 21534—2008）等開展研究。標(biāo)準(zhǔn)編制以促進生產(chǎn)企業(yè)節(jié)水和技術(shù)進步為原則，代表行業(yè)平均水平和反映先進企業(yè)的取水用水水平，同時也應(yīng)有一定超前性，考慮節(jié)水設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展趨勢，也要以取水定額指標(biāo)的可操作性為原則，兼顧整個行業(yè)的整體水平和不同企業(yè)所用原料和生產(chǎn)工藝的差異。取水量范圍是指企業(yè)從各種常規(guī)水資源提取的水量，包括取自地表水（以凈水廠供水計量）、地下水、城鎮(zhèn)供水工程，以及企業(yè)從市場購得的其他水或水的產(chǎn)品（如蒸汽、熱水、地?zé)崴龋┑乃?，不包括自備電廠取水和企業(yè)自取的海水、苦咸水及企業(yè)排出廠區(qū)的廢水回用水。取水定額估算方法包括回歸分析法、典型樣板法、平均先進法、專家咨詢法、重復(fù)利用率逐年增長法、時間序列法，典型化工產(chǎn)品取水定額標(biāo)準(zhǔn)主要選用回歸分析法、典型樣板法、平均先進法和專家咨詢法。

3 PTA取水定額國家標(biāo)準(zhǔn)編制工作

根據(jù)中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會數(shù)據(jù), 2018年國內(nèi)PTA產(chǎn)能為4 610萬噸/年，產(chǎn)量4 080萬噸，主要集中在華東、東北和華南地區(qū)。民營企業(yè)PTA產(chǎn)能為3 175萬噸/年，占國內(nèi)PTA總能力的68.9%，民營企業(yè)是PTA市場競爭主體，且基本配套下游聚酯。2018年國內(nèi)前十大PTA生產(chǎn)企業(yè)總產(chǎn)能占國內(nèi)總產(chǎn)能的85.2%，行業(yè)集中度進一步提高。2018年P(guān)TA下游產(chǎn)品聚酯行業(yè)再度進入新一輪擴產(chǎn)周期，PTA需求旺盛。同時國內(nèi)“禁塑令”出臺，降低了再生料的進口，聚酯原生料需求增長明顯，PTA供應(yīng)相對偏緊。

PTA生產(chǎn)是以對二甲苯為原料，以醋酸為溶劑，在催化劑作用下，通入壓縮空氣使其發(fā)生氧化反應(yīng)，生成粗對苯二甲酸，粗對苯二甲酸再經(jīng)加氫反應(yīng)除去雜質(zhì)后得到PTA的全過程。主要的PTA生產(chǎn)工藝技術(shù)商有BP、INVISTA、中國昆侖工程公司、三菱化學(xué)、三井油化、DOW-INCA、IEC-日立技術(shù)等，各PTA專利廠家在生產(chǎn)原料、主反應(yīng)過程方面沒有太大的區(qū)別。國家已出臺了GB 31533-2015《精對苯二甲酸單位產(chǎn)品能源消耗限額》，但對于其生產(chǎn)過程中的取水量沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進行控制，各地方和石化行業(yè)也未進行相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)制定研究，因此制定PTA取水定額標(biāo)準(zhǔn)非常重要。

自2018年1月標(biāo)準(zhǔn)制訂起草至今，編制過程可以分為4個階段，分別為成立起草小組、調(diào)研和資料收集、分析、征求意見和標(biāo)準(zhǔn)審查，共召開研討會6次，確定取水量范圍為企業(yè)從各種常規(guī)水源提取的水量，包括取自地表水、地下水、城鎮(zhèn)供水工程以及企業(yè)自購水或水產(chǎn)品的水量。PTA的取水供給范圍包括主要生產(chǎn)系統(tǒng)（PX氧化：空氣壓縮、氧化反應(yīng)、粗對苯二甲酸結(jié)晶、粗對苯二甲酸固體分離、尾氣處理、溶劑脫水、溶劑和催化劑回收等；加氫精制：精制進料準(zhǔn)備、加氫反應(yīng)、PTA結(jié)晶、PTA固體分離、PTA干燥、PTA產(chǎn)品輸送等）、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)（制冷、空壓、空分、制氫、脫鹽水站、公共循環(huán)水場、鍋爐房、機修電修、分析檢驗、儲運、污水處理等）和附屬系統(tǒng)（辦公、食堂、廁所、浴室、環(huán)境綠化等）。在標(biāo)準(zhǔn)制訂過程中，開展了PTA生產(chǎn)行業(yè)調(diào)研、企業(yè)生產(chǎn)工藝和用水情況函調(diào)、重點企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研、專家意見征詢和標(biāo)準(zhǔn)征求意見等工作。

在企業(yè)調(diào)查中，普遍存在水計量器具不足所帶來的耗水?dāng)?shù)據(jù)核算方面的困難。尤其是循環(huán)水計量問題，帶有一定普遍性。大部分企業(yè)的循環(huán)水計量是以水站為單位，而一個水站往往供多個車間使用，而循環(huán)水的補水只有一個總量表，單個水站一般不安裝補水計量表。單套裝置的循環(huán)水補水?dāng)?shù)據(jù)要根據(jù)補水總量來進行分?jǐn)傆嬎愣谩?/p>

標(biāo)準(zhǔn)起草組共收集到17家PTA生產(chǎn)企業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)，噸產(chǎn)品取水量波動范圍較大，剔除數(shù)據(jù)不全企業(yè)，12家企業(yè)數(shù)據(jù)可用。按照80%的現(xiàn)有產(chǎn)能能夠達到限定值，按照50%的產(chǎn)能能夠達到準(zhǔn)入值，選取調(diào)研數(shù)據(jù)中最先進的值，并參考PTA行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標(biāo)體系（試行）初步確定PTA限定值、準(zhǔn)入值和先進值。在征求意見和審查結(jié)束后，標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計2020年出臺。

4 后續(xù)研究工作建議

綜合生產(chǎn)企業(yè)和專家意見，PTA取水定額編制工作存在著以下問題，這些問題希望在后續(xù)研究工作和其他產(chǎn)品取水定額標(biāo)準(zhǔn)制定工作中進行完善。

一是生產(chǎn)企業(yè)提供的調(diào)研數(shù)據(jù)質(zhì)量有待提高，這需要強化生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品取水定額工作重要性認(rèn)識，為標(biāo)準(zhǔn)起草提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。對于需要折算的部分?jǐn)?shù)據(jù)，需要生產(chǎn)企業(yè)能夠?qū)φ鬯阍?、系?shù)確定充分理解認(rèn)同。

二是部分生產(chǎn)企業(yè)和專家提出PTA取水量范圍不僅應(yīng)包括從各種常規(guī)水源提取的水量，還應(yīng)包括從非常規(guī)水源，例如企業(yè)自取的海水、苦咸水及企業(yè)排出廠區(qū)的廢水回用水等，對于不同取水來源應(yīng)分不同情況制訂取水定額。這需要推動《工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品取水定額編制通則》（GB/T 18820—2011）修訂工作，并在后期標(biāo)準(zhǔn)修訂時深入了解PTA生產(chǎn)企業(yè)從非常規(guī)水源取水的情況。

三是應(yīng)積極推進其他高用水行業(yè)產(chǎn)品取水定額標(biāo)準(zhǔn)制定工作，盡快形成工業(yè)取水定額標(biāo)準(zhǔn)體系，為工業(yè)企業(yè)節(jié)水和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級提供技術(shù)依據(jù)。