本溪市食品用水水平衡測(cè)試及節(jié)水分析

于露

（遼寧省本溪水文局，遼寧 本溪 117000）

本溪市水資源較為豐沛，但時(shí)空分布不均衡，且在生產(chǎn)和生活領(lǐng)域中存在嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)型、生產(chǎn)型和消費(fèi)型浪費(fèi)，用水效益效率不高，也在很大程度上加劇了水資源緊缺狀況。水資源不僅是人類(lèi)賴(lài)以生存的必備條件，也是人類(lèi)開(kāi)展生產(chǎn)活動(dòng)的必要因素，對(duì)于水資源緊缺地區(qū)，進(jìn)行合理的水資源配置和供需平衡分析是提高區(qū)域整體用水效率和效益的有效途徑。本溪市具有工業(yè)活動(dòng)用水量大且集中的特點(diǎn)，部分工業(yè)用水在用水工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)下可以循環(huán)使用，宜于改造節(jié)水。下文以本溪鍶源飲品股份有限公司為例，進(jìn)行食品用水水平衡測(cè)試和節(jié)水分析。

1 水平衡測(cè)試概述

水平衡測(cè)試[1-6]是指對(duì)一個(gè)用水單位或其它一個(gè)具有一定可封閉特征的用水體系，在特定的研究周期內(nèi)，利用水平衡理論和方法，通過(guò)水量、水質(zhì)基礎(chǔ)信息的準(zhǔn)確化采集、規(guī)范化整編、系統(tǒng)化分析、資源化整合、合理化建議等環(huán)節(jié)，圍繞水資源的取、用、耗、排所進(jìn)行的監(jiān)測(cè)和分析的總稱(chēng)。

水平衡測(cè)試主要包括4 個(gè)階段[7，8]：1）準(zhǔn)備階段，主要涉及組織和技術(shù)的落實(shí)，包括確定測(cè)試方案、安全校驗(yàn)計(jì)量水表和調(diào)查管網(wǎng)補(bǔ)漏情況；2）實(shí)測(cè)階段，準(zhǔn)確掌握各水源用水情況、各用水單元的實(shí)際情況，以及主要用水設(shè)備和回用水情況；3）匯總階段，將測(cè)試得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整理，得到完備的數(shù)據(jù)資料庫(kù)；4）分析階段，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行合理分析，評(píng)估企業(yè)的實(shí)際用水情況，分析其節(jié)水潛力并提出有建設(shè)性的整改措施。

水平衡測(cè)試報(bào)告[9，10]是企業(yè)申報(bào)節(jié)水型企業(yè)的必備要求，在分析企業(yè)實(shí)際取水、用水、耗水、排水情況的基礎(chǔ)上，通過(guò)解決測(cè)試分析出的企業(yè)用水實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)一步提升企業(yè)的用水節(jié)水效率，并結(jié)合行業(yè)用水定額等綜合性分析，發(fā)現(xiàn)企業(yè)的節(jié)水潛力，最終達(dá)到全行業(yè)用水效率的提高，提升企業(yè)水資源的利用水平。水平衡測(cè)試工作流程如圖1。

圖1 水平衡測(cè)試工作流程圖

2 水平衡測(cè)試實(shí)驗(yàn)

2.1 企業(yè)的基本情況

本溪鍶源飲品股份有限公司位于遼寧省本溪市本溪滿(mǎn)族自治縣田師付鎮(zhèn)全堡村西北溝，臨近本桓公路和溪田鐵路，交通方便，廠區(qū)占地面積1 200 m2。公司目前具備日產(chǎn)天然飲用水59.4 t 的生產(chǎn)能力，擁有自動(dòng)化水處理及灌裝生產(chǎn)線和配套的檢驗(yàn)設(shè)施，現(xiàn)有水處理生產(chǎn)線1 條、灌裝生產(chǎn)線1 條、沖洗生產(chǎn)線1 條。主要工藝流程如圖2 所示。

圖2 礦泉水生產(chǎn)工藝流程圖

2.2 測(cè)試方案

根據(jù)本溪鍶源飲品股份有限公司礦泉水生產(chǎn)的工藝流程，對(duì)公司在用水單元的取用水、排水及其他主要設(shè)備的供水等方面進(jìn)行一次全方位的水平衡測(cè)試實(shí)驗(yàn)。測(cè)試方法包括水表計(jì)量法、容積法、超聲波流量計(jì)法、電磁流量計(jì)法、流速法等，實(shí)驗(yàn)中優(yōu)先使用水表計(jì)量法，容積法、電磁流量計(jì)法和超聲波流量計(jì)法次之，最后考慮使用流速儀法。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況，此次水平衡測(cè)試設(shè)5 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，周期為10 d，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)每日測(cè)試12次，即早8時(shí)開(kāi)始每隔1 h觀測(cè)1次。一線測(cè)試人員共10人，分2個(gè)小組分別負(fù)責(zé)前5 d和后5 d的觀測(cè)。測(cè)試精度主要是指抄表讀數(shù)值的精確度，主要數(shù)據(jù)讀至0.1 m3，時(shí)間記至分鐘。最后按要求對(duì)收集到原始資料進(jìn)行整理。

2.3 測(cè)試資料的整理計(jì)算

實(shí)驗(yàn)小組按照測(cè)試方案進(jìn)廠進(jìn)行多次測(cè)試，成功控制了工藝中供水和排水的周期性過(guò)程變化，有效地保證了此次測(cè)試的代表性。測(cè)試完成后，相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人員對(duì)測(cè)試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，在剔除不合理數(shù)據(jù)后，對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算。計(jì)算日量時(shí)，對(duì)不同用水工藝采取不同的科學(xué)計(jì)算方法，如有累計(jì)量的采用時(shí)段平均值法內(nèi)插計(jì)算24 h 量，瞬時(shí)值的按時(shí)間加權(quán)法計(jì)算日量，平衡時(shí)采用的日量為算術(shù)平均值。

2.4 基本測(cè)試結(jié)果

按照測(cè)試方案進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析和計(jì)算，分析其合理性和代表性，最終得到基本測(cè)試結(jié)果：日取水量6.8 m3，年取水量0.245 萬(wàn)m3，生產(chǎn)排水量2.30 m3，綜合漏失率1.53%，二級(jí)水表計(jì)量率100%，單位產(chǎn)品用水量1.7 m3/t。同時(shí)填寫(xiě)企業(yè)水平衡測(cè)試統(tǒng)計(jì)表（表1）和企業(yè)用水分析表（表2）。

表1 企業(yè)水平衡測(cè)試統(tǒng)計(jì)總表 m3/d

表2 企業(yè)用水分析表m3/d

2.5 繪制水平衡圖

根據(jù)上文的計(jì)算結(jié)果，并結(jié)合企業(yè)用水[11，12]的實(shí)際情況，繪制了水平衡圖，如圖3 所示。

圖3 水平衡測(cè)試圖（單位：m3/d）

3 企業(yè)用水合理化分析

從企業(yè)工藝流程[13，14]角度分析，測(cè)試結(jié)果表明，本溪鍶源飲品股份有限公司日取新鮮水量為6.8 m3/d；漏失水量為0.1 m3/d，主要是管網(wǎng)漏失；耗水量為4.3 m3/d，主要為產(chǎn)品帶走；廢污水排放量為2.3 m3/d，經(jīng)排污渠收集后進(jìn)入曝氣沉淀池回用。

從用水定額的角度分析，測(cè)試結(jié)果表明，根據(jù)GB21/T 1237—2015《遼寧省行業(yè)用水定額》[15]，鍶源飲品主要用水為瓶（罐）裝飲用水制造，其用水定額取值為1.8 m3/t，回收桶裝水還應(yīng)乘以1.2 系數(shù)，水平衡測(cè)試結(jié)果顯示，單位綜合用水單耗為1.7 m3/t，與行業(yè)用水定額比較，屬于定額范圍之內(nèi)。

4 節(jié)水措施及建議

通過(guò)水平衡測(cè)試實(shí)驗(yàn)及企業(yè)用水的合理性分析，可以通過(guò)增加灌裝余水收集系統(tǒng)、改進(jìn)沖洗工藝、增加先進(jìn)的高速小液滴沖洗設(shè)備、定期檢查供水管網(wǎng)和回用水收集管網(wǎng)、安裝節(jié)水型器具、降低管網(wǎng)漏失率等措施進(jìn)行節(jié)水。

建議設(shè)專(zhuān)職抄表員，一方面能及時(shí)了解各部門(mén)的用水情況，另一方面收集各部門(mén)用水?dāng)?shù)據(jù)，為制訂合理的考核方案提供第一手資料，通過(guò)經(jīng)濟(jì)考核從而達(dá)到節(jié)約用水的目的。雖然計(jì)量?jī)x表配備工作已經(jīng)受到企業(yè)們的重視，但還有一些問(wèn)題需要完善，如沉淀池回用水應(yīng)安裝計(jì)量設(shè)施，以免對(duì)企業(yè)用水管理和成本考核造成核算困難。企業(yè)應(yīng)在建立健全內(nèi)部用水管理機(jī)構(gòu)和用水管理制度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)用水科學(xué)管理，專(zhuān)人負(fù)責(zé)，實(shí)行用水按量收費(fèi)、成本核算、節(jié)獎(jiǎng)超罰、重獎(jiǎng)重罰等辦法，達(dá)到節(jié)約用水的目的。企業(yè)要建立健全用水管網(wǎng)的維修和養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，切實(shí)落實(shí)對(duì)用水管網(wǎng)、用水設(shè)備的日常檢查、檢測(cè)和維修工作，盡快將泄漏部位修復(fù)完善，將跑冒滴漏現(xiàn)象降到最低程度，降低取水定額。企業(yè)要實(shí)時(shí)了解節(jié)水器具動(dòng)態(tài)，更換或淘汰節(jié)水效果不明顯的節(jié)水器具。

5 結(jié)語(yǔ)

水平衡測(cè)試是工業(yè)企業(yè)加強(qiáng)用水科學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)合理用水的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，通過(guò)此次企業(yè)水平衡測(cè)試，摸清了企業(yè)的用水現(xiàn)狀及工業(yè)用水水量之間的定量關(guān)系，企業(yè)可以通過(guò)減少原水罐中其他耗水量、沖洗車(chē)間耗水量、套裝車(chē)間的滲漏水量及排水量進(jìn)行節(jié)水，從而提高用水效率；企業(yè)可以通過(guò)建立用水技術(shù)檔案、完善水表計(jì)量，使企業(yè)管理人員的科學(xué)用水管理水平得到進(jìn)一步提高，為制訂企業(yè)工業(yè)用水產(chǎn)值或產(chǎn)品供、排水定額校準(zhǔn)積累了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。此次水平衡測(cè)試為挖掘企業(yè)今后的節(jié)水潛力，加強(qiáng)企業(yè)用水管理，實(shí)施節(jié)水技改，制定切實(shí)可行的合理用水規(guī)劃和技術(shù)改造提供了可靠的依據(jù)和技術(shù)保障。