孫本國

（新疆維吾爾自治區(qū)水文局水文實(shí)驗(yàn)站,新疆 烏魯木齊 830000）

1 項(xiàng)目背景

英吉沙縣某水泥廠工程建設(shè)一條日產(chǎn)5000 t新型干法水泥生產(chǎn)線暨9000 kW純低溫余熱發(fā)電站,年產(chǎn)水泥產(chǎn)品100 萬t,年發(fā)電量4200000 kW·h,建設(shè)范圍為自石灰石礦山開采至水泥成品運(yùn)輸出廠,包括余熱發(fā)電、煤粉制備以及與之相配套的生產(chǎn)輔助設(shè)施、生活設(shè)施、辦公設(shè)施。產(chǎn)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(diǎn)援疆項(xiàng)目之一,公司位于英吉沙縣依格孜牙鄉(xiāng)。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(chǎn)用水（每年3月份復(fù)產(chǎn)、11 月上旬停產(chǎn)檢修,生產(chǎn)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(xù)利用,促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,在論證工程取水的可行性和用水的合理性的基礎(chǔ)上,保障工程合理用水要求,以水資源的合理開發(fā)和可持續(xù)利用支撐區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展,提高用水效率和效益。本建設(shè)項(xiàng)目為工業(yè)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(shè)項(xiàng)目區(qū)的取水規(guī)模、用途、當(dāng)?shù)氐乃Y源狀況和開發(fā)利用程度、取退水影響的程度與范圍以及水功能區(qū)管理等方面的因素,依據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》分類分級指標(biāo),屬于地表取水中工業(yè)取水三級類別,本次建設(shè)項(xiàng)目水資源論證等級定為三級。

現(xiàn)狀水平年和規(guī)劃水平年應(yīng)根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展布局安排,結(jié)合工程提出的實(shí)施計劃、開始取水的時間、工程的設(shè)計水平年、水文等資料的實(shí)際情況分析確定?，F(xiàn)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(xiàng)目為辦理取水許可證,選取2019年為現(xiàn)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(xù)。本次是工業(yè)取水項(xiàng)目,不會有調(diào)整問題,取水許可證按10 年計算,確定設(shè)計水平年為2030年。

2 水泥廠用水節(jié)水工藝和技術(shù)分析

2.1 生產(chǎn)工藝分析

本項(xiàng)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(jìn)三級沉淀池—輸水管道4.715 km（包括溢水管15 m）進(jìn)入公司沉淀池再次沉淀后—流經(jīng)蓄水池—清水池—循環(huán)水池[3],通過37 kW 的離心水泵分別給生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)供水。

2.2 用水工藝分析

本供水工程用水環(huán)節(jié)為水廠水經(jīng)過凈化、消毒后,通過管網(wǎng)分別給生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)供水使用。水泥廠生產(chǎn)設(shè)備、生活用水見表1。

表1 水泥廠生產(chǎn)設(shè)備、生活用水統(tǒng)計表

2.3 節(jié)水技術(shù)分析

節(jié)水主要體現(xiàn)在水源選擇、工程輸、配水、用水環(huán)節(jié)三個方面[4]。項(xiàng)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(zhì)較好。供水工程輸配水設(shè)計是按《室外給水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50013-2018）,節(jié)水技術(shù)合理可行。

（1）綜合生活用水（包括居民生活用水和公共設(shè)施用水）：按最高日綜合用水定額標(biāo)準(zhǔn)按新疆三類地區(qū)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(yè)企業(yè)節(jié)水分析：循環(huán)水分為回轉(zhuǎn)窯循環(huán)水和余熱發(fā)電循環(huán)水,其中回轉(zhuǎn)窯循環(huán)水流程為：循環(huán)水池通過兩臺37 kW的單級立式離心泵將水送往回轉(zhuǎn)窯冷卻系統(tǒng),冷卻后的水回到冷卻塔冷卻后最終通過填料落至循環(huán)水池后再次循環(huán)利用,期間蒸發(fā)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(fā)電循環(huán)水流程為：蓄水量為1500 m3的循環(huán)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(huán)水池后再次循環(huán)利用,期間蒸發(fā)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(jìn)行水資源論證,對現(xiàn)狀年和設(shè)計年用水量進(jìn)行分析計算。

3.1 各用水環(huán)節(jié)水量分析

本供水工程用水環(huán)節(jié)為地表水進(jìn)入公司沉淀池再次沉淀后流經(jīng)蓄水池、清水池以及循環(huán)水池,通過37 kW 的離心水泵分別給生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)供水。水泥廠生產(chǎn)設(shè)備、生活用水統(tǒng)計見表1。水泥廠各月用水量統(tǒng)計情況見表2。

表2 水泥廠各月用水量統(tǒng)計表 單位：萬m3

水泥廠年取用水量30 萬m3,其中生產(chǎn)用水量28.2 萬m3,生活用水量1.8 萬m3。根據(jù)《新疆工業(yè)用水定額生活用水》規(guī)定,按行業(yè)分類及代碼,水泥制造業(yè)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(diào)整系數(shù)K=1-1.33。山水水泥廠年產(chǎn)100 萬t水泥,年生產(chǎn)用水量為28.2 萬m3,計算新水定額為0.282 m3/t,符合規(guī)范要求。水泥廠年銷售收入突破4.5 億元,計算萬元工業(yè)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(yè)增加值用水量55 m3比較,水泥廠工業(yè)用水的效率是較高的,是符合國家及自治區(qū)的政策規(guī)定要求。

根據(jù)《室外給水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,綜合生活用水（包括居民生活用水和公共設(shè)施用水）：按最高日綜合用水定額標(biāo)準(zhǔn)按新疆三類地區(qū)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(guī)范要求。

消防用水不單獨(dú)計列。僅根據(jù)消防用水量復(fù)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(jù)《新疆喀什地區(qū)英吉沙某水泥廠供水工程初步設(shè)計報告》,對英吉沙縣依格孜牙河總干渠灌區(qū)進(jìn)行水量平衡分析。根據(jù)《喀什地區(qū)用水總量控制方案》,依格孜牙河灌區(qū)2016 年至2019 年年灌溉水利用系數(shù)由0.47 提高到0.49,高效節(jié)水灌溉發(fā)展增加面積為3.43 萬畝,退減灌溉面積控制指標(biāo)為0.27 萬畝。2016 年灌區(qū)總灌溉面積9.86 萬畝,耕地面積6.63 萬畝。計算灌區(qū)灌溉面積設(shè)計年為9.59 萬畝,耕地面積6.36 萬畝。灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉機(jī)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(shù)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(qū)農(nóng)業(yè)用水量計算表,對灌區(qū)做設(shè)計年供需平衡分析,見表4。表中農(nóng)業(yè)毛需水量7184 萬m3、工業(yè)、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(qū)設(shè)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(qū)設(shè)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(shè)項(xiàng)目是工業(yè)生產(chǎn)及生活用水工程,符合國家有關(guān)政策及《英吉沙縣總體規(guī)劃》的要求,項(xiàng)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(jié)水型社會構(gòu)建要求,其取水要求是合理的。本工程取水水量合理,水質(zhì)需要經(jīng)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(jié)水潛力及措施分析

1）本項(xiàng)目主要是為水泥廠工業(yè)和生活用水提供保障,退水主要是水泥廠生活區(qū)、辦公區(qū)產(chǎn)生的生活污水,均排至生活樓后污水井,公司定期聯(lián)系外部人員,利用泵車進(jìn)行抽取處理。水泥廠工業(yè)及用水量基本是按最低標(biāo)準(zhǔn)取水,全公司零排污,現(xiàn)場用水過程中的污水集中至放散庫東側(cè)水池,用于綠化灌溉,用水端無節(jié)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(jié)水潛力。

2）在經(jīng)濟(jì)合理的前提下,采取綜合節(jié)水措施,主要考慮“一水多用,清污分流,循環(huán)使用”,充分挖掘項(xiàng)目在用水環(huán)節(jié)的節(jié)水潛力。根據(jù)國家新時期治水方針、政策,建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)采取“以水定廠、合理布局、統(tǒng)一規(guī)劃、適度規(guī)模、集中管理”的技術(shù)思路,根據(jù)國家安全飲水工程實(shí)施綱要,項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際情況,有計劃、有步驟地實(shí)施飲水安全規(guī)劃目標(biāo),進(jìn)一步深化和細(xì)化飲水安全工程建設(shè)規(guī)劃,提出近期要達(dá)到的目標(biāo)和解決措施。

3）結(jié)合本地實(shí)際情況與目前國內(nèi)先進(jìn)的同類型水廠運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),體現(xiàn)“合理利用、優(yōu)化配置、高效利用、有效保護(hù)、綜合治理”的原則[7],鼓勵采用先進(jìn)的節(jié)水生產(chǎn)設(shè)備,采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和材料,加強(qiáng)內(nèi)部管理,降低管網(wǎng)溢漏水量,提高水利用率,并進(jìn)一步挖掘節(jié)水潛力,增強(qiáng)用水戶節(jié)水意識,減少“跑、冒、滴、漏”,嚴(yán)厲打擊那些破壞供水設(shè)施、危害飲水水源安全的違法行為,使水廠和用水戶切實(shí)做到每個環(huán)節(jié)的節(jié)約用水,提高水資源利用效率。

4 結(jié)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(biāo)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(yè)用水量28.2 萬m3占三條紅線2020 年英吉沙縣工業(yè)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(qū)域水資源的影響不大。本項(xiàng)目合理取水量30 萬m3,是工業(yè)及生活用水,是取英吉沙縣用水總量控制指標(biāo)的用水,不占用其它縣的用水,對下游縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)用水戶沒有影響。水泥廠通過取用水的合理性分析,該建設(shè)項(xiàng)目是符合區(qū)域水資源規(guī)劃及配置要求的,對促進(jìn)區(qū)域水資源優(yōu)化配置和高效利用有積極意義,符合國家產(chǎn)業(yè)政策。