西北生態(tài)脆弱區(qū)節(jié)水評價研究分析
——以察爾汗產(chǎn)業(yè)基地鉀肥分公司為例

朱乾德 ，劉永峰 ，王焱慶 ，史瑞蘭 ，李雪純 ，巴英桑

（1.南京水利科學研究院，水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室，210029，南京；2.黃河水資源保護科學研究院，450004，鄭州；3.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，816000，格爾木；4.青海省格爾木市水利局，816099，格爾木）

西北生態(tài)脆弱區(qū)由于水資源嚴重匱乏、水生態(tài)極為脆弱、可恢復性較差等客觀原因，用水矛盾更為突出。為在源頭上把好節(jié)水關(guān)，在用水中把好效率關(guān)，在退水后把好水質(zhì)關(guān)，亟須開展節(jié)水規(guī)劃和建設項目節(jié)水評價工作。對該地區(qū)典型取用水戶進行節(jié)水評價研究分析，是促進形成與水資源條件相匹配的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與空間布局的有效途徑，對倒逼取用水戶提高用水效率具有十分重要的意義。

一、研究區(qū)域及研究對象概況

西北生態(tài)脆弱區(qū)水資源短缺、自然環(huán)境脆弱，但該地區(qū)生態(tài)功能重要，是我國重要的生態(tài)安全屏障。察爾汗產(chǎn)業(yè)基地是格爾木工業(yè)園的兩大產(chǎn)業(yè)基地之一，位于青海省格爾木市城區(qū)東北部，面積約75 km2，遠期人口規(guī)模約為6萬人。察爾汗鹽湖區(qū)地勢平坦，地表無植被，屬典型高原溫帶極度干旱氣候，降雨少、蒸發(fā)強、溫差大、日照長、干旱指數(shù)約96.6。格爾木市水資源總量為9.84億m3，可利用率為32%，近年來地表水質(zhì)達到Ⅲ類，地下水質(zhì)總體良好。

察爾汗產(chǎn)業(yè)基地擁有以鉀鹽為主，伴生有鎂、鈉、鋰、硼、碘等多種礦產(chǎn)的大型內(nèi)陸綜合性鹽湖，是我國最大的鉀鎂鹽礦床。以鹽湖和水資源作為最基礎(chǔ)的生產(chǎn)原料，形成了以鉀鹽化工、鎂鹽化工、鋰鹽化工為特色的產(chǎn)業(yè)基地。青海鹽湖工業(yè)股份有限公司鉀肥分公司（以下簡稱 “鉀肥分公司”）位于察爾汗產(chǎn)業(yè)基地北部，是西北生態(tài)脆弱區(qū)具有典型代表性的企業(yè)，選擇其作為典型取用水戶，研究分析其取、用、耗、排水與水平衡情況，對其節(jié)水目標、節(jié)水潛力及節(jié)水水平進行評價，提出節(jié)約用水方面的措施建議。

二、取水退水情況

鉀肥分公司實際生產(chǎn)能力為390萬t/a。主要取水水源共有4處：青鉀水源地、化工分公司減壓站、西河水源以及分別來自化工分公司和鎂業(yè)公司的復用水。鉀肥分公司2016—2019年年平均用水量分別為2 103.30萬m3、2 417.54萬 m3、2 388.43 萬 m3、2 418.20 萬 m3，用水量相對穩(wěn)定。

鉀肥分公司退水主要為生產(chǎn)廢水和生活污水。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，生活污水經(jīng)化糞池、沉淀池處理后排至尾鹽池蒸發(fā)消耗。生產(chǎn)廢水全部返回尾鹽池繼續(xù)蒸曬，老鹵全部西送進行固液轉(zhuǎn)化溶解固體鉀礦。

三、水平衡研究分析

鉀肥分公司生產(chǎn)用水主要包括40萬 t/a、100萬 t/a、新增 100萬 t/a氯化鉀項目等，分別從現(xiàn)狀水量平衡、企業(yè)用水水平等方面對用水過程及用水量平衡進行分析研究。

1.現(xiàn)狀水量平衡

40萬 t/a、100萬 t/a及新增 100萬t/a氯化鉀項目現(xiàn)狀生產(chǎn)能力分別達到60萬 t/a、150萬 t/a、180萬 t/a。

2.用水水平

用水指標根據(jù)《企業(yè)水平衡測試通則》（GB/T 12452—2008）相關(guān)規(guī)定，鉀肥分公司主要選取單位產(chǎn)品取用新水量、企業(yè)內(nèi)職工人均日用新水量2項指標分析項目用水水平。

用水指標計算與評價分析結(jié)合現(xiàn)狀水平衡測試成果，按照相關(guān)規(guī)范要求，計算得到鉀肥分公司單位產(chǎn)品取用新水量、企業(yè)內(nèi)職工人均生活日用新水量，見表1。

目前，我國尚未出臺鉀肥行業(yè)用水定額和清潔生產(chǎn)標準，根據(jù)《青海省行業(yè)用水定額》（DB63/T 1429—2015）要求，反浮選工藝生產(chǎn)鉀肥的用水定額為6 m3/t，本項目用水定額符合要求。但該用水定額中規(guī)定的城鎮(zhèn)生活用水定額不適用于企業(yè)職工的日常生活，按照《建筑給水排水設計標準》（GB 50015—2019）核定生活用水較為合理。鑒于本項目實際情況，生活用水主要為職工日常生活用水、食堂用水及宿舍用水，宿舍用水取100L/人·d，職工日常生活用水定額取50L/人·班，食堂用水定額為25 L/人·次，每人每天按2餐計，扣除宿舍用水與日常生活用水重合部分，則生活用水定額應為0.15 m3/人·d。40萬 t/a、100萬 t/a氯化鉀項目職工人均生活日用新水量為0.15 m3/人·d，新增 100萬t/a氯化鉀項目職工人均生活日用新水量為0.14 m3/人·d，均符合《建筑給水排水設計規(guī)范 （2009 年版）》（GB 50015—2003）中的要求。

四、節(jié)水評價分析

1.政策相符性分析

鉀肥分公司 40萬 t/a、100萬 t/a及新增100萬t/a氯化鉀項目生產(chǎn)建設均符合 《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2019年本）》中鼓勵類第十一項“石化化工”第 2條“硫、鉀、硼、鋰、溴等短缺化工礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)及綜合利用”及第5條“優(yōu)質(zhì)鉀肥及各種專用肥等的生產(chǎn)”。

鉀肥分公司水源為西水源地下水及西河水，符合區(qū)域水資源條件及《青海省柴達木循環(huán)經(jīng)濟試驗區(qū)水資源綜合規(guī)劃》《關(guān)于格爾木河流域初始水權(quán)（水量）分配方案的批復》《關(guān)于青海鹽湖工業(yè)股份有限公司鉀肥分公司40萬t/a氯化鉀等項目取水許可的批復》等水資源管理政策。

2.節(jié)水目標分析

根據(jù)《水利部關(guān)于開展規(guī)劃和建設項目節(jié)水評價工作的指導意見》（水節(jié)約〔2019〕136 號）及《水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)規(guī)劃和建設項目節(jié)水評價技術(shù)要求的通知》（水節(jié)約〔2019〕206號）要求，選擇工業(yè)用水重復利用率作為鉀肥分公司節(jié)水評價指標。

考慮各地水資源條件和經(jīng)濟社會發(fā)展水平的差異，且便于地區(qū)間用水效率橫向比較，將全國分為6大評價類型分區(qū)；根據(jù)《節(jié)水型城市考核標準》及《節(jié)水型城市目標導則》，工業(yè)用水重復利用率不應低于75%。青海省屬于西北區(qū)，西北區(qū)工業(yè)用水重復利用率平均水平為90.8%，市級先進值達到92.7%。

根據(jù)鉀肥分公司取用水情況，得到 40萬 t/a、100萬 t/a、新增 100萬 t/a氯化鉀項目工業(yè)用水重復利用率（見表 2）分別為 57%、70%、71%，無論是與西北區(qū)平均水平90.8%、省級先進值89.6%、市級先進值92.7%相比，還是對照《節(jié)水型城市考核標準》《節(jié)水型城市目標導則》中工業(yè)用水重復利用率75%的指標，都有一定的差距，節(jié)水能力有待提升。

在用水量不變的條件下，以西北區(qū)平均水平90.8%為節(jié)水目標，則40萬 t/a、100萬 t/a、 新增 100萬 t/a氯化鉀項目的工業(yè)用水重復利用量需分別達到 870.59 m3/h、3 591.14 m3/h、4 139.57 m3/h，即重復利用量分別需要在原先基礎(chǔ)上提高322.59 m3/h、840.14 m3/h、921.57 m3/h。

3.節(jié)水潛力分析

通過對鉀肥分公司氯化鉀項目現(xiàn)用水工藝、節(jié)水水平進行分析，結(jié)合目前采取的節(jié)水措施，主要從用水工藝改進、水資源回用復用、建立節(jié)約用水管理制度等三方面挖掘節(jié)水潛力。

（1）用水工藝改進

低鈉光鹵石作為提高氯化鉀項目產(chǎn)品品質(zhì)和回收率的重要工序之一，擬開展低鈉光鹵石冷分解結(jié)晶智能化控制技術(shù)的研究，以進一步改善鉀肥生產(chǎn)用水工藝，該技術(shù)實施后將實現(xiàn)精確控制氯化鉀結(jié)晶，單臺結(jié)晶器淡水用量可降低3%。

鉀肥分公司氯化鉀項目利用離心機取代水平帶機，使脫鹵后物料含濕量大幅度降低，低鈉光鹵石分解和粗鉀再漿洗滌過程的用水量由原來的22%降低到8%。同時，依托國家級科研成果，通過研發(fā)固體鉀礦溶解轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)和溶劑生產(chǎn)方法，實現(xiàn)了低品位固體鉀礦溶解開采工業(yè)化，在解決了鉀肥生產(chǎn)存在的老鹵排放問題的同時實現(xiàn)了老鹵的循環(huán)使用，節(jié)約用水約4 800萬m3/a。

（2）水資源回用復用

如一加工車間利用污水泵站管道將渣漿泵密封水、水平帶機潤滑水、水平帶機濾布洗滌水、水平帶機真空泵循環(huán)泵打入工藝水槽，通過回收設備用水，每年可節(jié)約用水72萬m3。如該加工車間利用化工公司復用水參與車間工藝生產(chǎn)，又可以進一步節(jié)約用水約200萬m3/a。

表1 鉀肥分公司用水指標

表2 鉀肥分公司工業(yè)用水重復利用率

（3）建立節(jié)約用水管理制度

制定用水計量管理、計劃用水管理等相應節(jié)約用水管理制度，引導員工從各生產(chǎn)環(huán)節(jié)節(jié)約用水，同時加強水平衡測試、用水審計、水資源論證、取水許可等方面工作，從技術(shù)上指導節(jié)約用水工作?！?/p>