孫懷明
(安澤縣水利局水資源中心,山西 臨汾 042500)
論證山西安澤縣該煤焦化項目水資源論證的目的,是未來通過對該工程所處地區水資源量及利用情況的分析,闡明該工程的取水合理性、取水方案的可行性及取水水源可靠性,為建設項目取水申請提供取用水合理性、可靠性及用水量的依據。
項目所在地安澤縣位于山西省東南部沁河流域上游,屬低土石山區。沁河水量充沛,但年際變化幅度較大,地區差異顯著。根據“充分利用地表水、合理開采地下水”的原則,提出了以地表水為主要水源的取水方案。本項目主要以沁河地表水(和川水庫)為主要水源,并以當地裂隙地下水為主要水源[1]。
根據發展需要,某企業計劃實施160萬t /a焦化升級改造、焦爐煤氣制20萬t /a甲醇聯產6萬t /a合成氨項目,為安澤縣省級重點支撐項目。
本項目位于安澤縣唐城煤焦化深加工工業園區馮子節村。安澤縣北部唐城鎮馮子節村處于太岳山脈東南麓。項目用地范圍內為典型的山地地勢,南北兩側為高山,東西向西高東低,地勢差較大,自然地面標高在1023.6~1088.6m之間。
根據建設項目需水量和當地可供水源條件分析,得出該工程的生產用水來源為沁河地表水(和川水庫),而生活用水則是當地的裂隙地下水。規劃在和川水庫右岸、水庫大壩上游190m處建設浮船泵站,沿藺河河谷鋪設輸水管道約18km,通過提水從沁河向廠區供水。生活區水源井目前已打成。
本項目主要工作是對主要供水水源——和川水庫進行可供水量調節計算,當地裂隙地下水進行補給資源量分析,確定本項目各水源可供水量;對各水源取水水質進行分析評價;分析區域水資源狀況及其開發利用現狀;針對業主提出的取用水方案進行合理性分析;對取水水源可行性進行分析、論證;分析取水對區域水環境以及對其它用水戶的影響;提出區域水資源保護措施[2]。
由于本項目位于安澤縣,因此區域水資源條件及開發利用狀況調查分析范圍確定為安澤縣全境1967km2。裂隙地下水主要論證范圍為水源井補給區,沁河地表水則為和川水庫壩址以上流域面積約2653km2。
本項目取水量362.1萬m3/a,裂隙地下水的取水范圍為水源井口的影響半徑,以井口周圍300m為基準;地表水源取水影響范圍為沁河干流和川水庫下游區域。項目位于沁河的支流藺河流域,項目無退水,不涉及退水影響范圍。
根據《臨汾市水資源公報》統計數據,2019年安澤縣總供水量為892萬m3。其中:地表水供水量占總供水量的49.4%;地下水供水量占50.6%。
2015-2019年安澤縣平均總供水量為838萬m3。其中,地表水供水量占總供水量的55.5%;地下水供水量占44.5%。
安澤縣近五年用水量總體呈遞增趨勢,自2015-2019年,總水量從699萬m3增加到893萬m3。
現狀年2019年用水總量為892萬m3。其中,城市居民用水100萬m3,占用水總量11.2%;農村居民用水90萬m3,占用水總量的10.1%;第一產業435萬m3,占用水總量的48.8%;第二產業用水量222萬m3,占24.9%;第三產業用水量35萬m3,占3.9%,生態用水量10萬m3,占1.1%。從目前的年用水情況來看,安澤縣目前的年用水主要是工業用水,占到了近50%。
2015-2019年安澤縣總用水量均值為838萬m3。據統計:城鎮生活用水量81萬m3,占用水總量的9.6%;農村生活用水量82萬m3,占取水總量的9.8%;第一產業用水量483萬m3,占用水總量的57.6%;第二產業用水量152萬m3,占用水總量的18.2%;第三產業用水量35萬m3,占用水總量的4.1%;生態用水量6萬m3,占用水總量的0.7%。從歷年平均用水可以看出,安澤縣2015-2019年平均用水量以第一產業用水居多,占用水總量的57.6%。
文章主要用地表水資源開發利用率來反映地表水開發利用程度。
安澤縣地表水資源量(1956-2000年系列)為19671萬m3,現狀年地表水總供水量為441萬m3。本地地表水開發利用量僅占本地資源量的2.2%,僅從安澤縣利用情況分析,本地地表水利用率極低。地表水還具有較大的開發潛力。
安澤縣地下水資源量(1956-2000年系列)為6923萬m3。現狀年地下水開采總量為451萬m3,占全部可采儲量的6.5%。從可采性開采的角度來看,其開發利用程度不高。但由于地下水開采較為集中,出現局部地下水開采程度較高的情況。從水資源管理角度分析,需更加合理均勻配置地下水資源。
根據最嚴格水資源管理標準,安澤縣2020、2030水平用水總量控制目標分別是:2714.6萬m3、3623.5萬m3。2019年安澤縣總取水量892萬m3,取水總量在水資源利用總量控制范圍內。
本工程主要用水環節在煤氣凈化、干熄焦循環冷卻及甲醇氨合成循環和脫鹽水用水。脫鹽水用于各生產工序的循環冷卻。
項目為實現一水多用重復使用,做到在正常情況下廢污水零排放。項目設置多個循環水系統,分為煤氣凈化循環水、制冷循環水、低溫水系統和干熄焦及發電循環水系統等四個系統,提高了復用水率,降低新鮮水利用量。同時,本項目建設有生化水處理設施,對生產工藝廢水、生活廢水進行深度處理后回用于各用水環節,部分補入循環水系統作為補充水。
項目主要從用水工藝、水處理及回用和水務管理制度等方面提出了相應的節水措施,論證認為本項目的節水技術與節水措施符合國家相應節水政策的規定要求,在經濟上基本可行。
本次論證在對安澤縣水資源條件調查基礎上,對可用于本項目的供水的水源條件進行可行性分析,結合焦化工程用水性質,確定本項目的取水水源。通過對中水和礦井水、地表水、裂隙地下水、巖溶地下水的分析,結合相關法規,確定本項目取水水源為和川水庫庫區沁河地表水及當地裂隙地下水,可以滿足本項目生產和生活用水需求,取水方案符合水資源配置的要求。
根據《建設項目水資源論證導則》,本文論證范圍為和川水庫大壩以上流域,采用提水形式向本項目供水,面積為2653km2。采用和川引水樞紐2000年7月-2020年6月來水量系列,以月為調節計算時段,采用時歷法進行長系列調節計算,和川水庫引水樞紐工程多年平均入庫流量13318萬m3,沁河地表水經和川水庫調蓄后工業可供水量1205萬m3,保證率達95%。因此,供水水源滿足項目取水需求。
根據區域內地質地貌特征與地質構造,本項目地下水開采層位為三疊系、二疊系碎屑巖裂隙地下水。項目所在區域地形開闊平坦,為藺河河谷與山脈交匯地帶,斷裂構造較為發育,并且其上游有較大面積的基巖裸露區,水量補給較為充足,在適于地下水匯集的有利地段其出水量好。
項目設計相對獨立的供水系統。項目廠區內建有生活、生產蓄水池,項目在大西溝已打成水井,取自三疊系、二疊系含水層,井深400m,靜水深度35m,動水深度180m,單井流量36m3/h(864m3/d),水質較好。根據抽水試驗成果及現狀配泵情況,確定單井出水量25m3/h(600m3/d),其出水量可滿足項目84.0m3/d(3.1萬m3)的用水需求。
2019年安澤縣總取水量892萬m3,本項目核定后總取水量362.1萬m3,其中生產取水量358.1萬m3,職工生活取水4.0萬m3。設計取用和川水庫庫區沁河地表水及裂隙地下水,廠區建設有蓄水池作為調節池。故項目新增取水量362.1萬m3,取水后安澤縣取水總量仍在2019年臨汾市水利局下達的安澤縣用水總量考核指標為2200萬m3范圍內,不會對區域水資源可利用產生影響。
項目不在水利部劃分的黃河流域水資源超載地區,新增裂隙地下水為生活用水,不違背水行政主管部門相關政策要求。
本項目在和川水庫90%保證率滿足下游生態需水(汛期5-10月1.26m3/s,非汛期1-4月、11-12月0.52 m3/s)的前提下,和川水庫庫區工業可供水量1205萬m3,保證率95%。目前已批復安澤縣從和川水庫庫區取水500萬m3,可供水量剩余取水指標可以滿足項目358.1萬m3的用水需求,在和川水庫沁河地表水可供水范圍內,基本不會對沁河流域水生態產生影響。同時,項目水源井上游及周邊沒有其他水源,項目取用地下水不會對其他用水戶產生影響。
項目取水口上游無污染源,取水對所處功能區納污能力無影響。
本項目自和川引水樞紐工程庫區取水358.1萬m3/a,取水量在和川輸水樞紐可供工業用水范圍內,不會對其他取水戶產生不利影響。
本項目位于沁河流域,監測斷面為和川水庫,水質目標為Ⅲ類水。項目廢水零排放,不產生退水,不會增加當地河流污染負荷,不會對水功能區、水生態產生不利影響。
本項目生產過長中產生的酚氰廢水、地坪沖洗及生活廢水等污染物濃度較高的廢水經酚氰廢水生化處理回用系統處理后再生水利用,濃水經膜濃縮液處理采用高級氧化沉淀池、錳砂過濾器、微孔過濾器、軟化裝置、抗污染性苦咸水淡化反滲透膜及蒸發結晶不外排;對于循環水排污水、廢鍋、脫鹽水站排污水等清凈廢水采用中水回用裝置處理后,再生水回用于循環水系統作補充用水,濃水經濃縮蒸發結晶后不外排。
因此,本項目廢水零排放,不產生退水,不會增加當地河流污染負荷,不會對水生態產生不利影響,不會對水功能區產生不利影響。
本工程產生的固體廢物主要分為三類,分別為一般固廢、危險廢物和生活垃圾,其中一般固體廢物主要有備煤除塵灰渣、干熄焦除塵灰渣、脫硫廢渣等,危險廢物主要包括含重金屬的廢催化劑、焦油渣、過濾殘渣、脫苯殘渣、蒸發結晶雜鹽、廢機油等等。
根據工程分析,本工程危險廢物主要有焦油渣、污油、過濾殘渣、含重金屬催化劑、雜鹽等,對于可送焦爐摻煤煉焦的送摻煤煉焦系統進行回收利用,對于可返回系統的污油送原料預處理進行回收,不能在場內回收的危險廢物送有相應危廢處置類別的廠家進行處置。
本工程產生的危險廢物在處置前需在廠區內臨時貯存,依托焦爐煤氣綜合利用項目廠區內設置的危廢暫存間,其占地大小約為24m×9m,廢暫存間在后續設計和建設中應按《危險廢物貯存污染控制標準》有關要求執行。后續危險廢物內部轉運、危險廢物的運輸委托有危險廢物經營許可證的單位回收處置,危險廢物的運輸滿足管理標準。
綜上所述,本項目生產固廢和生活垃圾均得到有效處理,危廢存儲采用嚴格防滲措施。本項目固廢不會對當地水環境產生明顯影響。
1)本項目建設符合國家產業政策,符合山西省和安澤縣的有關規劃。項目核定后總取水量428.8m3/h(362.1萬m3/a),其中生產取水量424.3m3/h(358.1萬m3/a),職工生活取水4.5m3/h(4.0萬m3/a,8760h計),均符合《山西省用水定額》的要求。
2)本項目論證取水量362.1萬m3/a,和川水庫庫區沁河地表水取水358.1萬m3/a,裂隙地下水4.0萬m3/a。和川水庫庫區沁河地表水和裂隙地下水作為本項目供水水源在水量和水質上是可行可靠的。
3)本項目不會影響其他用水戶取水需求,且廢水零排放,不產生退水,不會對水功能區產生不利影響。
4)本項目位于和川水庫上游,為防止水污染事故的發生,影響和川水庫庫區水質,建議加強取用水和廢污水處理設施管理,加強設備和管道的維護管理,切實防止水污染事件發生。要做好水污染事件應急預案,一旦發生事故,要把事故的范圍控制在廠區內,切實保護好沁河流域水環境。