某鋁業(yè)水平衡測(cè)試分析

宋鐵柱

(河南省南水北調(diào)中線防洪影響處理工程建設(shè)管理局，河南 鄭州 450003)

1 項(xiàng)目概況

某鋁業(yè)有限公司位于河南西部三門峽市陜州區(qū)城鄉(xiāng)一體化示范區(qū)內(nèi)。陜州區(qū)鋁土礦儲(chǔ)量大，與山西近鄰，河南、山西均為中國(guó)鋁土礦資源大省。某鋁業(yè)有限公司是河南省和三門峽市2003年重點(diǎn)招商引資項(xiàng)目，主要生產(chǎn)、銷售冶金級(jí)氧化鋁，2008年4條生產(chǎn)線全部建成投產(chǎn)。年產(chǎn)值210萬(wàn)t冶金級(jí)砂狀氧化鋁。供水水源有地表水和自來(lái)水。

2 水平衡測(cè)試范圍

某鋁業(yè)有限公司廠區(qū)總占地面積85 hm2，廠區(qū)的綠化面積為14.39 hm2。測(cè)試范圍為鋁業(yè)有限公司的全部用水單元，主要包括生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)。根據(jù)用水單位測(cè)試范圍大、測(cè)點(diǎn)多、分布廣等特點(diǎn)，按生產(chǎn)工藝及各個(gè)部分的用水情況，劃分水平衡測(cè)試的用水單元。生產(chǎn)區(qū)主要用水系統(tǒng)劃分為包括原料車間、溶出車間、沉降車間、分解車間、蒸發(fā)車間、焙燒車間、赤泥車間等主要生產(chǎn)車間等主要生產(chǎn)車間。

3 水平測(cè)試用水指標(biāo)分析

3.1 單位產(chǎn)品取水量分析

單位產(chǎn)品取水量按照如式(1)計(jì)算：

(1)

式中：Vvi—單位產(chǎn)品用水指標(biāo)(m3/t)；Vi—在一定計(jì)量時(shí)間內(nèi)，企業(yè)取水量，單位為m3；Q—在一定計(jì)量時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)品產(chǎn)量(t)。

水平衡測(cè)試期間，公司日平均生產(chǎn)取水量8 493 m3/d，平均氧化鋁產(chǎn)量5 827.30 t/d，氧化鋁用水指標(biāo)1.46 m3/t。根據(jù)某鋁業(yè)有限公司2018—2020年資料統(tǒng)計(jì)，單位產(chǎn)品取水量基本穩(wěn)定。2018—2020年單位產(chǎn)品取水量見(jiàn)表1。

表1 2018—2020年取水量統(tǒng)計(jì)表

3.2 水計(jì)量率

根據(jù)水計(jì)量率的定義，水計(jì)量率的計(jì)算方法見(jiàn)式(2)：

(2)

用水單位一級(jí)水表計(jì)量率為100%；二級(jí)水表計(jì)量率為97.20%。單位一級(jí)水表的計(jì)量率滿足節(jié)水型單位節(jié)水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收指標(biāo)中規(guī)定的100%的標(biāo)準(zhǔn)值；二級(jí)用水單位水計(jì)量率為97.20%，滿足節(jié)水型單位節(jié)水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收指標(biāo)中規(guī)定的95%的標(biāo)準(zhǔn)值。

3.3 公共用水設(shè)施完好率分析

根據(jù)公共用水設(shè)施完好率的定義，公共用水設(shè)施完好率的計(jì)算方法見(jiàn)式(3)：

(3)

用水單位共有用水設(shè)施645個(gè)，測(cè)試期間全部正常使用。經(jīng)計(jì)算，用水單位的公共用水設(shè)施完好率為100%。

3.4 節(jié)水器具普及率分析

節(jié)水器具普及率的計(jì)算方法用式(4)：

(4)

單位共有生活用水器具645個(gè)，全部為節(jié)水器具，經(jīng)計(jì)算用水單位的節(jié)水器具普及率為：645/645×100%=100%，節(jié)水型單位節(jié)水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收指標(biāo)中規(guī)定此項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)≥96%，故該單位滿足要求。

3.5 水平衡不平衡率分析

水平衡不平衡的計(jì)算方法見(jiàn)式(5)：

(5)

經(jīng)計(jì)算，用水單位總用水量為8 734 m3/d，各用水單元用水之和為8 604 m3/d，因此水平衡不平衡率為：8 734-8 604/8 734×100%=1.50%。

3.6 重復(fù)利用率分析

重復(fù)利用率按如下式子計(jì)算見(jiàn)式(6)：

(6)

式中:R—重復(fù)利用率，%；Vr—在一定計(jì)量時(shí)間內(nèi)，企業(yè)重復(fù)利用水量，單位m3；Vi—在一定計(jì)量時(shí)間內(nèi)，企業(yè)的取水量，單位m3。

根據(jù)鋁業(yè)有限公司用水平衡表可知，測(cè)試期間公司總?cè)⌒滤? 734 m3/d,總復(fù)用水量751 836 m3/d，總用水量：760 440 m3/d，工業(yè)用水重復(fù)利用率98.80%。蒸汽冷凝水回收率。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，鋁業(yè)有限公司用水不涉及蒸汽冷凝水回用。

3.7 達(dá)標(biāo)排放率分析

達(dá)標(biāo)排放率用如式計(jì)算見(jiàn)式(7)：

(7)

根據(jù)水平衡測(cè)試結(jié)果，鋁業(yè)有限公司日平均取水總量為8 734 m3/d，經(jīng)回收處理后全部回用，無(wú)廢水外排。

3.8 全廠廢水回用率分析

全廠廢水回用率按下式計(jì)算見(jiàn)式(8)：

(8)

式中：Kw—全廠廢水回用率；Vw—在一定計(jì)量時(shí)間內(nèi)，企業(yè)外排廢水處理后的回用水量，單位m3；Vd—在一定計(jì)量時(shí)間內(nèi)，企業(yè)向外排放的廢水量，單位m3。

通過(guò)水平衡測(cè)試和用水調(diào)查可知，為了水資源的合理利用，廠區(qū)廢水排放至廠區(qū)的污水處理站，除消耗量外，經(jīng)過(guò)處理后的廢水回用于溶出車間、廠區(qū)綠化、道路噴灑及廠區(qū)除塵等；沉降車間產(chǎn)生的赤泥運(yùn)至赤泥車間，經(jīng)赤泥車間壓縮后產(chǎn)生的水回用于溶出車間；廠內(nèi)廢水全部回用，沒(méi)有外排水量。

4 測(cè)試后評(píng)估

4.1 測(cè)試過(guò)程評(píng)估

測(cè)試的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試階段在某鋁業(yè)有限公司辦公室領(lǐng)導(dǎo)和各選礦車間負(fù)責(zé)人的積極配合下歷時(shí)15 d，測(cè)試過(guò)程中項(xiàng)目單位委派專職工作人員配合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作，并積極提供相關(guān)數(shù)據(jù)、圖紙，提供水平衡測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)所需條件；測(cè)試單位人員嚴(yán)格按照相關(guān)水平衡技術(shù)規(guī)范要求測(cè)試，科學(xué)合理的進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時(shí)遵守鋁業(yè)有限公司內(nèi)部的各項(xiàng)規(guī)章制度，保證了單位的工作、生活正常秩序，無(wú)干擾、無(wú)糾紛。

在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，某鋁業(yè)有限公司供水、用水、排水情況正常，測(cè)試期間用水單位工作人員正常上下班，公司正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

鋁業(yè)有限公司供水方式為聯(lián)合供水，即生產(chǎn)用水取用地表水；生活用水取用某自來(lái)水廠自來(lái)水；同時(shí)做到分質(zhì)供水的要求，綠化用水采用污水處理站處理后的中水。某鋁業(yè)有限公司各用水單元一級(jí)水表基本安裝到位，水表安裝精確，企業(yè)節(jié)水意識(shí)濃厚，為水平衡測(cè)試提供了可靠的參考依據(jù)。

4.2 測(cè)試方法評(píng)估

根據(jù)測(cè)試單位用水單元的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合測(cè)試方案及實(shí)際測(cè)試中采取的測(cè)試方法(水表計(jì)量法、超聲波儀器計(jì)量法、分析估算法等)，相關(guān)水平衡測(cè)試技術(shù)規(guī)范要求，水平衡測(cè)試方法較為科學(xué)，監(jiān)測(cè)計(jì)量點(diǎn)位布設(shè)合理，測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確，測(cè)試結(jié)果符合用水單位實(shí)際情況；測(cè)試期間各項(xiàng)工作均按測(cè)試方案逐項(xiàng)、逐步開(kāi)展，各項(xiàng)步驟操作準(zhǔn)確無(wú)誤，整體測(cè)試結(jié)果有效。

4.3 測(cè)試成果評(píng)估

鋁業(yè)有限公司水平衡測(cè)試期間，經(jīng)統(tǒng)計(jì)測(cè)算，總?cè)∷繛椋? 734 m3/d，其中：取某熱電廠清水池水量8 278 m3/d，輸水總管215 m3/d，生活用水取用自來(lái)水為241 m3/d。用水計(jì)量誤差值約為：130 m3/d(水平衡不平衡率1.50%，屬于5%正常值范圍內(nèi))。

測(cè)試過(guò)程測(cè)試系統(tǒng)及單元?jiǎng)澐趾侠?，測(cè)試精度及測(cè)次滿足要求，資料收集翔實(shí)、準(zhǔn)確、可靠，測(cè)試過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行合理性檢查現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試階段歷時(shí)15 d。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析及各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算成果與鋁業(yè)有限公司歷史記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行比照，測(cè)試成果比較準(zhǔn)確，體現(xiàn)用水單位在正常生產(chǎn)情況下的用水水平。

5 結(jié)語(yǔ)

水平衡測(cè)試是以合理開(kāi)發(fā)、節(jié)約使用和有效保護(hù)水資源為原則，依照相關(guān)的法律、法規(guī)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)查清企業(yè)用水現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)用水中存在的問(wèn)題和明確企業(yè)用水量，健全企業(yè)的用水計(jì)量設(shè)施，挖掘節(jié)水潛力，制定切實(shí)可行的用水、節(jié)水整改方案和合理化用水規(guī)劃、加強(qiáng)用水管理，提高工業(yè)用水水平，為滿足工業(yè)用水要求，調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，優(yōu)化水資源配置，為水資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展供技術(shù)依據(jù)。