某鋁業水平衡測試分析

宋鐵柱

(河南省南水北調中線防洪影響處理工程建設管理局，河南 鄭州 450003)

1 項目概況

某鋁業有限公司位于河南西部三門峽市陜州區城鄉一體化示范區內。陜州區鋁土礦儲量大，與山西近鄰，河南、山西均為中國鋁土礦資源大省。某鋁業有限公司是河南省和三門峽市2003年重點招商引資項目，主要生產、銷售冶金級氧化鋁，2008年4條生產線全部建成投產。年產值210萬t冶金級砂狀氧化鋁。供水水源有地表水和自來水。

2 水平衡測試范圍

某鋁業有限公司廠區總占地面積85 hm2，廠區的綠化面積為14.39 hm2。測試范圍為鋁業有限公司的全部用水單元，主要包括生產區和生活區。根據用水單位測試范圍大、測點多、分布廣等特點，按生產工藝及各個部分的用水情況，劃分水平衡測試的用水單元。生產區主要用水系統劃分為包括原料車間、溶出車間、沉降車間、分解車間、蒸發車間、焙燒車間、赤泥車間等主要生產車間等主要生產車間。

3 水平測試用水指標分析

3.1 單位產品取水量分析

單位產品取水量按照如式(1)計算：

(1)

式中：Vvi—單位產品用水指標(m3/t)；Vi—在一定計量時間內，企業取水量，單位為m3；Q—在一定計量時間內的產品產量(t)。

水平衡測試期間，公司日平均生產取水量8 493 m3/d，平均氧化鋁產量5 827.30 t/d，氧化鋁用水指標1.46 m3/t。根據某鋁業有限公司2018—2020年資料統計，單位產品取水量基本穩定。2018—2020年單位產品取水量見表1。

表1 2018—2020年取水量統計表

3.2 水計量率

根據水計量率的定義，水計量率的計算方法見式(2)：

(2)

用水單位一級水表計量率為100%；二級水表計量率為97.20%。單位一級水表的計量率滿足節水型單位節水技術標準驗收指標中規定的100%的標準值；二級用水單位水計量率為97.20%，滿足節水型單位節水技術標準驗收指標中規定的95%的標準值。

3.3 公共用水設施完好率分析

根據公共用水設施完好率的定義，公共用水設施完好率的計算方法見式(3)：

(3)

用水單位共有用水設施645個，測試期間全部正常使用。經計算，用水單位的公共用水設施完好率為100%。

3.4 節水器具普及率分析

節水器具普及率的計算方法用式(4)：

(4)

單位共有生活用水器具645個，全部為節水器具，經計算用水單位的節水器具普及率為：645/645×100%=100%，節水型單位節水技術標準驗收指標中規定此項技術指標應≥96%，故該單位滿足要求。

3.5 水平衡不平衡率分析

水平衡不平衡的計算方法見式(5)：

(5)

經計算，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 重復利用率分析

重復利用率按如下式子計算見式(6)：

(6)

式中:R—重復利用率，%；Vr—在一定計量時間內，企業重復利用水量，單位m3；Vi—在一定計量時間內，企業的取水量，單位m3。

根據鋁業有限公司用水平衡表可知，測試期間公司總取新水量8 734 m3/d,總復用水量751 836 m3/d，總用水量：760 440 m3/d，工業用水重復利用率98.80%。蒸汽冷凝水回收率。根據現場測試，鋁業有限公司用水不涉及蒸汽冷凝水回用。

3.7 達標排放率分析

達標排放率用如式計算見式(7)：

(7)

根據水平衡測試結果，鋁業有限公司日平均取水總量為8 734 m3/d，經回收處理后全部回用，無廢水外排。

3.8 全廠廢水回用率分析

全廠廢水回用率按下式計算見式(8)：

(8)

式中：Kw—全廠廢水回用率；Vw—在一定計量時間內，企業外排廢水處理后的回用水量，單位m3；Vd—在一定計量時間內，企業向外排放的廢水量，單位m3。

通過水平衡測試和用水調查可知，為了水資源的合理利用，廠區廢水排放至廠區的污水處理站，除消耗量外，經過處理后的廢水回用于溶出車間、廠區綠化、道路噴灑及廠區除塵等；沉降車間產生的赤泥運至赤泥車間，經赤泥車間壓縮后產生的水回用于溶出車間；廠內廢水全部回用，沒有外排水量。

4 測試后評估

4.1 測試過程評估

測試的現場測試階段在某鋁業有限公司辦公室領導和各選礦車間負責人的積極配合下歷時15 d，測試過程中項目單位委派專職工作人員配合現場測試工作，并積極提供相關數據、圖紙，提供水平衡測試現場所需條件；測試單位人員嚴格按照相關水平衡技術規范要求測試，科學合理的進行數據分析，同時遵守鋁業有限公司內部的各項規章制度，保證了單位的工作、生活正常秩序，無干擾、無糾紛。

在整個測試過程中，某鋁業有限公司供水、用水、排水情況正常，測試期間用水單位工作人員正常上下班，公司正常運轉。

鋁業有限公司供水方式為聯合供水，即生產用水取用地表水；生活用水取用某自來水廠自來水；同時做到分質供水的要求，綠化用水采用污水處理站處理后的中水。某鋁業有限公司各用水單元一級水表基本安裝到位，水表安裝精確，企業節水意識濃厚，為水平衡測試提供了可靠的參考依據。

4.2 測試方法評估

根據測試單位用水單元的現場實際情況，結合測試方案及實際測試中采取的測試方法(水表計量法、超聲波儀器計量法、分析估算法等)，相關水平衡測試技術規范要求，水平衡測試方法較為科學，監測計量點位布設合理，測試數據真實準確，測試結果符合用水單位實際情況；測試期間各項工作均按測試方案逐項、逐步開展，各項步驟操作準確無誤，整體測試結果有效。

4.3 測試成果評估

鋁業有限公司水平衡測試期間，經統計測算，總取水量為：8 734 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，生活用水取用自來水為241 m3/d。用水計量誤差值約為：130 m3/d(水平衡不平衡率1.50%，屬于5%正常值范圍內)。

測試過程測試系統及單元劃分合理，測試精度及測次滿足要求，資料收集翔實、準確、可靠，測試過程中隨時進行合理性檢查現場測試階段歷時15 d。實測數據分析及各項指標計算成果與鋁業有限公司歷史記錄數據進行比照，測試成果比較準確，體現用水單位在正常生產情況下的用水水平。

5 結語

水平衡測試是以合理開發、節約使用和有效保護水資源為原則，依照相關的法律、法規及行業標準，通過查清企業用水現狀，發現用水中存在的問題和明確企業用水量，健全企業的用水計量設施，挖掘節水潛力，制定切實可行的用水、節水整改方案和合理化用水規劃、加強用水管理，提高工業用水水平，為滿足工業用水要求，調整用水結構，優化水資源配置，為水資源的可持續開發利用和當地經濟社會可持續發展供技術依據。