地下水超采區(qū)典型企業(yè)節(jié)水措施與壓采成效

陳華偉 ，夏永發(fā) ，傅世東

（1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250014；3.山東省水利廳，山東 濟(jì)南 250014）

山東省自實(shí)施地下水超采區(qū)綜合治理以來，采取“控采限量、節(jié)水壓減、水源置換、修復(fù)補(bǔ)源”綜合整治措施，實(shí)施節(jié)水行動(dòng)、拓展供水水源，壓減超采區(qū)地下水開采，修復(fù)超采區(qū)地下水生態(tài)環(huán)境。特別是針對(duì)城市用水引發(fā)的地下水超采問題，重點(diǎn)實(shí)施工業(yè)、生活全方位節(jié)水開源，在大力提高用水效率、嚴(yán)格控制用水增長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，充分利用南水北調(diào)東線引江水、當(dāng)?shù)氐乇硭?、再生水及其有關(guān)的其它替代水源，壓減并置換地下水開采，解決城區(qū)的地下水超采問題。本文以位于壽光市的山東晨鳴紙業(yè)集團(tuán)股份有限公司為例，分析典型企業(yè)采取水源置換和節(jié)水技改措施對(duì)于地下水壓采的正效應(yīng)。

山東晨鳴紙業(yè)集團(tuán)股份有限公司是以育林、制漿、造紙為主業(yè)的大型企業(yè)集團(tuán)，總部位于山東省壽光市。該集團(tuán)年紙品生產(chǎn)能力245.7 萬t，年制漿生產(chǎn)能力143.1 萬t，年外購商品漿132.7萬t。近年來，結(jié)合壽光市地下水超采區(qū)綜合治理要求和地表水綜合利用規(guī)劃，企業(yè)不斷加大節(jié)水投入、提升節(jié)水管理水平，充分利用彌河水、南水北調(diào)長(zhǎng)江水和再生水，逐年降低地下水開采量，實(shí)現(xiàn)了局部地下水位逐年回升。

1 水源置換工程建設(shè)及運(yùn)行情況

1.1 彌河水取水工程

為解決制約企業(yè)發(fā)展的水資源“瓶頸”，晨鳴紙業(yè)于2005 年投資8 000 余萬元建成設(shè)計(jì)能力為15 萬m3/d 的彌河引水工程。本工程由給水處理廠、送水管道工程、供電工程和分水系統(tǒng)組成。給水處理廠占地面積17 000 m2，對(duì)彌河地表水進(jìn)行加藥反應(yīng)、絮凝、深沉、過濾、殺菌等工藝處理，經(jīng)處理后的彌河水，完全滿足造紙用水要求。供水管道工程管道總長(zhǎng)11 km，直徑1 400 mm。供電工程線路全長(zhǎng)4.5 km，雙電源供電。分水系統(tǒng)供送至壽光晨鳴本埠各工廠供水站，再分別供向各生產(chǎn)工廠，用于抄紙、制漿生產(chǎn)使用。

1.2 南水北調(diào)長(zhǎng)江水利用工程

壽光市于2016 年率先在全省范圍內(nèi)實(shí)施區(qū)域綜合水價(jià)改革，優(yōu)化客水和當(dāng)?shù)氐乇硭渲?，晨鳴集團(tuán)、魯麗集團(tuán)以及工業(yè)園區(qū)企業(yè)等執(zhí)行統(tǒng)一原水價(jià)格。晨鳴集團(tuán)通過南水北調(diào)東線一期山東省壽光市續(xù)建配套工程潤(rùn)圣水務(wù)管道調(diào)水工程南供水區(qū)晨鳴供水管線，取用雙王城水庫長(zhǎng)江水作為工業(yè)用水，與彌河地表水、再生水及地下水進(jìn)行摻混處理后供各生產(chǎn)項(xiàng)目用水。

1.3 廢水深度處理及再生水回用工程

1）造紙廢水深度處理工程。2009 年7 月，投資近4 000 萬元建成4 萬m3/d 造紙廢水深度處理工程。目前，回用水水質(zhì)達(dá)到pH6～9、CODcr≤60 mg/L、BOD5≤20 mg/L、SS≤25 mg/L、NH3-N≤5 mg/L，目前再生水回用率達(dá)到35%。

2）第二污水處理廠6 萬m3/d 深度處理工程。2011 年，投資1.9 億元對(duì)原第二污水處理廠的污水處理設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造，新建6 萬m3/d 中水回用工程。目前部分廢水經(jīng)深度處理后出水水質(zhì)已達(dá)標(biāo)，回用于生產(chǎn)線，其余達(dá)到壽光市城市污水處理廠接納標(biāo)準(zhǔn)（CODcr＜300 mg/L）后排入城市污水處理廠，使污水治理工程效率得到提高，降低能耗及成本。該工程目前日回用量達(dá)2 萬m3/d，極大削減外排廢水中的污染物排放量，節(jié)約了新鮮水的使用量，改善了當(dāng)?shù)厮h(huán)境。

3）8 萬 m3/d 膜處理中水回用工程。2018 年，投資4 億元建設(shè)8 萬m3/d 膜處理中水回用工程。該工程設(shè)計(jì)日處理中水8 萬m3/d，處理后水質(zhì)指標(biāo)TDS≤300 mg/L，Cl-≤200 mg/L，總硬度≤5 mg/L，供水量可達(dá)5.6 萬m3/d。該項(xiàng)目能夠?yàn)閴酃獬盔Q制漿造紙生產(chǎn)線提供再生水量1 904 萬m3/a。

2 節(jié)水技改和管理措施

2.1 節(jié)水技改措施

企業(yè)全面推行清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排和資源綜合利用技術(shù)，不斷加強(qiáng)節(jié)水技術(shù)改造，應(yīng)用國家鼓勵(lì)的造紙行業(yè)節(jié)水工藝、技術(shù)和裝備，逐步淘汰取水耗水量較高的落后產(chǎn)能，積極落實(shí)節(jié)水“三同時(shí)”制度，持續(xù)提高水資源利用效率和效益。

1）紙機(jī)白水多圓盤分級(jí)與循環(huán)利用系統(tǒng)。利用多圓盤白水過濾機(jī)將白水分為濁白水、清白水和超清白水，清白水和超清白水直接用于造紙機(jī)的生產(chǎn)用水，使水得到封閉循環(huán)使用，降低造紙耗水量，減少白水排放的污染負(fù)擔(dān)，回收的纖維回用于造紙機(jī)造紙。隨著新項(xiàng)目的建設(shè)，公司陸續(xù)投資5 000 余萬元在壽光本部各工廠配套建設(shè)安裝了進(jìn)口多圓盤過濾機(jī)、白水塔、氣浮、凈水裝置等節(jié)水設(shè)施，對(duì)紙機(jī)產(chǎn)生的白水處理后回用，實(shí)現(xiàn)了機(jī)內(nèi)白水循環(huán)使用，節(jié)約新鮮水使用量，白水循環(huán)利用率達(dá)到91%以上。

2）分質(zhì)梯級(jí)利用節(jié)水技術(shù)。實(shí)施了分質(zhì)、分量、分工序、分工藝用水的“一水多用”節(jié)水方案，針對(duì)不同水質(zhì)采取分系統(tǒng)逐級(jí)閉路循環(huán)，高一級(jí)水質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)向低一級(jí)系統(tǒng)串級(jí)補(bǔ)水，最大限度地進(jìn)行循環(huán)利用，取得了明顯成效。一是采用先進(jìn)的制漿工藝，減少纖維資源消耗，提高漿得率；減少制漿纖維損失，制漿化學(xué)品封閉循環(huán)使用；節(jié)能，提高能源自給率。二是采用節(jié)水型工藝和設(shè)備漿料的洗滌和篩選系統(tǒng)盡可能在較高的濃度下進(jìn)行，從而降低了用水量；漿料的洗滌采用逆流洗滌工藝，不僅減少用水量同時(shí)得到較高濃度的黑液；漂白后漿料的洗滌亦是采用逆流洗滌工藝，即后段的濾液用于前一段的漂后洗滌，減少用水量。三是加強(qiáng)生產(chǎn)工藝內(nèi)部循環(huán)水回收利用，提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)水的重復(fù)利用率?；瘜W(xué)漿車間采用堿回收車間的回收溫水和造紙白水，最大限度減少新鮮水取用量。通過以上措施，實(shí)現(xiàn)化學(xué)制漿每噸成品的清水綜合消耗降至20 m3/t（包括備料、制漿、堿回收系統(tǒng)），達(dá)到造紙行業(yè)國際先進(jìn)用水水平。

3）濾池反沖洗系統(tǒng)。彌河水廠針對(duì)生物濾池和沉淀池頻繁排泥造成的水資源浪費(fèi)問題，為保證水的混凝過程和泥水分離過程，降低制水成本并保證出水水質(zhì)，通過監(jiān)測(cè)絮凝池排泥周期變化對(duì)沉淀池出水濁度的影響，分析不同排泥周期排泥水的含固率變化過程，動(dòng)態(tài)優(yōu)化絮凝池排泥周期并提出吸泥機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行方式，確定合理的濾池沖洗時(shí)間和強(qiáng)度以及運(yùn)行周期，以減少無效的沖洗過程。針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間、大強(qiáng)度反沖洗造成的沖洗水浪費(fèi)、濾料流失、承托層破壞等問題，通過監(jiān)測(cè)濾池運(yùn)行過程中出水濁度變化及反沖洗水濁度變化，優(yōu)化反沖洗強(qiáng)度和歷時(shí)反沖洗水進(jìn)入沉淀池，實(shí)現(xiàn)了上清液的循環(huán)利用。

2.2 節(jié)水管理措施

1）建立節(jié)水組織機(jī)構(gòu)，設(shè)置節(jié)水管理部門。公司設(shè)置了集團(tuán)生產(chǎn)副總為組長(zhǎng)、各工廠負(fù)責(zé)人為成員的節(jié)水管理領(lǐng)導(dǎo)小組，下設(shè)節(jié)水節(jié)能管理辦公室，設(shè)置節(jié)水管理崗位，各工廠設(shè)節(jié)水管理員，形成了集團(tuán)、工廠、車間三級(jí)節(jié)水管理網(wǎng)絡(luò)。公司每月定期召開節(jié)水調(diào)度會(huì)議，對(duì)節(jié)水工作進(jìn)行總結(jié)研究部署。同時(shí)公司設(shè)供水車間，負(fù)責(zé)公司具體節(jié)水工作，定期組織水平衡測(cè)試，建立健全原始記錄和統(tǒng)計(jì)臺(tái)帳，維護(hù)節(jié)水設(shè)施的正常運(yùn)行。

2）健全用水管理制度，加強(qiáng)用水考核力度。明確企業(yè)節(jié)水管理相關(guān)部門職責(zé)，從生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備、計(jì)量監(jiān)測(cè)入手，持續(xù)推進(jìn)水資源消耗的精細(xì)化管理和環(huán)節(jié)控制。修定完善了《原水耗用考核管理規(guī)定》，對(duì)用水單位下達(dá)考核目標(biāo)，對(duì)原水進(jìn)行定額管理，每周下發(fā)原水使用考核管理通報(bào)，節(jié)獎(jiǎng)超罰，直接考核各生產(chǎn)項(xiàng)目的主要負(fù)責(zé)人，使原水用量顯著減少，極大地緩解了水資源緊張的狀況。

3）持續(xù)推行清潔生產(chǎn)，并進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃。定期開展物料平衡測(cè)試、能量平衡測(cè)試、水平衡測(cè)試、用水效率評(píng)估，嚴(yán)格用水定額管理，降低單位產(chǎn)品水耗，大力提升用水效率。科學(xué)制定節(jié)水目標(biāo)和工作任務(wù)，通過實(shí)施節(jié)水技術(shù)改造、工業(yè)水循環(huán)利用和污水處理回用及雨水集蓄利用等系列節(jié)水挖潛工程，將節(jié)水貫穿到各類項(xiàng)目?jī)?nèi)部管理和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的全過程，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、減排、增效目標(biāo)。

3 水源置換和節(jié)水壓采成效

自2016 年壽光市全面實(shí)施地下水超采區(qū)綜合治理以來，根據(jù)《山東省地下水超采區(qū)綜合整治實(shí)施方案》《濰坊市地下水超采區(qū)綜合整治實(shí)施方案》及壽光市地下水超采區(qū)綜合治理年度實(shí)施方案等相關(guān)要求，晨鳴集團(tuán)通過地表水源置換、加大再生水利用和節(jié)水升級(jí)改造，各類生產(chǎn)項(xiàng)目?jī)?yōu)先利用當(dāng)?shù)氐乇硭^(qū)域外調(diào)水和再生水，有效減少了地下水開采和局部地下水位逐年回升。截至2019 年底，南水北調(diào)長(zhǎng)江水利用量較2016 年增加1 400 萬m3，再生水利用量擴(kuò)大至907 萬m3/a，關(guān)停自備井 35 眼（井深 160 m），地下水壓采量達(dá)827 萬m3/a，占?jí)酃馐袦\層地下水壓采目標(biāo)的27.6%，局部地下水位回升幅度達(dá)到3.9 m。