金匯焦化有限公司擴(kuò)產(chǎn)取水可行性分析

祖力皮亞·熱西提

(新疆維吾爾自治區(qū)水文局，新疆 烏魯木齊 830000)

1 概 況

新疆金匯焦化有限公司60萬t/a搗固焦工程項(xiàng)目位于新疆都善縣柯柯亞火車站東北側(cè)約500 m處。廠區(qū)分為生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)，廠區(qū)前為綜合辦公樓、食堂及宿舍，廠區(qū)內(nèi)有少量職工住宅，綠化面積可達(dá)25%，全廠總占地面積為10.9 hm2。項(xiàng)目建設(shè)總規(guī)模為兩組2×42孔JNDK4399D型熱式搗固焦?fàn)t，生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)二級冶金焦60萬t。該宗地均為戈壁地，屬工業(yè)規(guī)劃待開發(fā)用地。周圍植被稀少無居民居住，地形開闊，地面坡度為2.3%左右，有良好的工程地質(zhì)條件和衛(wèi)生環(huán)境，極利供水管線布設(shè)，實(shí)現(xiàn)自壓供水。項(xiàng)目生產(chǎn)崗位定員按工藝流程需要設(shè)置，生產(chǎn)崗位總?cè)藬?shù)為548人。

2 建設(shè)項(xiàng)目取用水情況

新疆金匯焦化有限公司2010年建成投產(chǎn)，水源為柯柯亞水庫地表水，取水點(diǎn)為鄯善縣水利局供水工程4000 m3調(diào)節(jié)水池。2021年11月27日，新疆金匯焦化有限公司與鄯善縣人民政府簽訂水權(quán)轉(zhuǎn)讓協(xié)議，企業(yè)以10元/m3，向當(dāng)?shù)卣徺I了100萬m3(含本項(xiàng)目用水)，為期15年的水權(quán)，2021年項(xiàng)目總用水量1968.41 m3/h。近年來，受經(jīng)濟(jì)下行壓力影響，新疆金匯焦化有限公司生產(chǎn)一直未能達(dá)產(chǎn)，近三年生產(chǎn)平均負(fù)荷為75%，平均年用水量為70.2萬 m3。

2.1 用水工藝和技術(shù)分析

新疆金匯焦化有限公司60萬t/a搗固焦工程項(xiàng)目用水主要包括生產(chǎn)用水、生活用水和綠化用水。用水過程如下：

(1)生產(chǎn)用水。煤氣加壓和發(fā)電車間，在煤氣加壓和發(fā)電冷卻環(huán)節(jié)需要用水，屬循環(huán)用水，設(shè)置有一個共用的凈循環(huán)水池，損耗部分由管網(wǎng)新水進(jìn)行補(bǔ)充，無污水排放。鼓冷電捕、蒸氨、脫硫、硫銨、脫苯用水通過設(shè)置的共用濁循環(huán)水池進(jìn)行供水，損耗部分由管網(wǎng)新水進(jìn)行補(bǔ)充，污水排入廠區(qū)內(nèi)集中污水處理站處理。化驗(yàn)用水量全部采用管網(wǎng)新水，用水量為0.88 m3/h。產(chǎn)生污水排入廠區(qū)內(nèi)集中污水處理站處理。熄焦設(shè)置有循環(huán)水池，確保熄焦水循環(huán)利用。煤氣加壓和發(fā)電車間用水量為30.00 m3/h，其中新水用量3.00 m3/h，循環(huán)水用量27.00 m3/h；生產(chǎn)期間損耗水量3.00 m3/h，不產(chǎn)生污水。鼓冷電捕、蒸氨、脫硫、硫銨、脫苯用水量為1484.00 m3/h，其中新水用量104.00 m3/h，循環(huán)水用量1380.00 m3/h；生產(chǎn)期間耗水79.00 m3/h，產(chǎn)生污水25.00 m3/h排入廠區(qū)集中污水處理站處理。煤場噴灑和熄焦用水442.28 m3/h，全部采用廠區(qū)內(nèi)集中污水處理站處理水，不使用新水。熄焦用水424.28 m3/h，其中循環(huán)水414.70 m3/h，中水補(bǔ)充量9.58 m3/h,生產(chǎn)期間消耗量9.58 m3/h。煤場噴灑水用量18.00 m3/h，生產(chǎn)期間消耗量18.00 m3/h。

(2)生活用水。焦化廠生產(chǎn)崗位定員548人，生活用水2.12 m3/h，全部為管網(wǎng)新水；消耗量0.42 m3/h，產(chǎn)生污水1.7 m3/h排入廠區(qū)集中污水處理站處理。

(3)綠化用水。廠區(qū)綠化面積1.2 hm2，綠化時間210 d，灌溉方式采用常規(guī)灌溉，用水量2.39 m3/h，全部為管網(wǎng)新水，消耗量2.39 m3/h。

(4)不可預(yù)見水量。廠內(nèi)消防按同時發(fā)生一次火設(shè)置，應(yīng)急消防設(shè)計(jì)供水能力室內(nèi)為10 L/s.室外為3 L/s,廠區(qū)設(shè)有一座貯水池，內(nèi)存有 1500 m3生產(chǎn)調(diào)節(jié)水；消防備用水432 m3,可保證3 h室內(nèi)外消防用水。消防、管網(wǎng)滲漏等不可預(yù)見水量按照生產(chǎn)、生活、綠化新水用量的6%考慮，即6.74 m3/h。

2.2 現(xiàn)狀年用水量分析

2021年，項(xiàng)目總用水量1968.41 m3/h，其中新水用量119.14 m3/h占6.1%，循環(huán)水用量1821.7 m3/h占92.5%，污水處理回用量 27.58 m3/h占1.4%；生產(chǎn)期間耗水量119.14 m3/h，與新水用量相當(dāng)；生產(chǎn)和生活產(chǎn)生的污水做到了處理后全部回用，項(xiàng)目做到了污水零排放。

2.3 用水水平評價

本項(xiàng)目年產(chǎn)搗固焦60萬t，項(xiàng)目年用新水量93.81萬m3。項(xiàng)目噸焦取水量為1.56 m3/t。《取水定額第30部分:煉焦》(GB/T 18916.30—2017)中現(xiàn)有煉焦企業(yè)常規(guī)焦?fàn)t取水定額指標(biāo)為噸焦取水量≤1.9 m3/t[1]；本項(xiàng)目噸焦取水量低于國家取水定額標(biāo)準(zhǔn)，單位產(chǎn)品用水指標(biāo)較為合理。在企業(yè)生產(chǎn)中，除了綠化用水超標(biāo)外，其他項(xiàng)目用水指標(biāo)均符合相關(guān)規(guī)劃。項(xiàng)目用水指標(biāo)比較詳見表1。

表1 項(xiàng)目主要用水指標(biāo)對比

2.4 污水處理及回用合理性分析

本項(xiàng)目污水采用了A/A/O廢水生化處理工藝，處理后的中水回用于煤場噴灑和熄焦。因此，本項(xiàng)目污水處理工藝符合《煉焦廢水處理技術(shù)規(guī)范》(GB/T 33961—2017)煉焦廢水生化處理工藝宜選用厭氧/缺氧/好氧(A/A/O)工藝要求，經(jīng)檢測水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

2.5 節(jié)水潛力分析

本項(xiàng)目除綠化用水外，其他均符合相關(guān)規(guī)定。鄯善縣屬于缺水地區(qū)，建議綠化灌溉方式改為滴灌，滴灌田間灌溉調(diào)減為0.525萬m3/hm2，年可節(jié)約水量8.700萬m3/hm2。相應(yīng)的，灌網(wǎng)滲漏等不可預(yù)見水量進(jìn)行調(diào)整，年可減少取水量0.04萬m3。

2.6 項(xiàng)目用水量核定

將廠區(qū)綠化由常規(guī)灌溉改為滴灌，用水量由業(yè)主提出的1.005萬m3/hm2降低至0.525萬m3/hm2。論證后，項(xiàng)目用水總量較業(yè)主提出的減少了1.22 m3/h，新水用量減少了1.22 m3/h，折合0.62萬m3/a。

經(jīng)論證核定，項(xiàng)目灌溉期(包含綠化用水)總用水量1966.91 m3/h，其中新水用量117.92 m3/h占6%，循環(huán)水用量1821.7 m3/h占92.6%，污水處理回用量27.3 m3/h占1.4%；生產(chǎn)期間耗水量117.91 m3/h，與新水用量相當(dāng)；生產(chǎn)和生活產(chǎn)生的污水做到了處理后全部回用，項(xiàng)目做到了污水零排放。

非灌溉期(不包含綠化用水)總用水量1965.6 m3/h，其中新水用量116.69 m3/h占5.9%，生產(chǎn)期間耗水量116.6 m3/h，與新水用量相當(dāng)；生產(chǎn)和生活產(chǎn)生的污水做到了處理后全部回用，項(xiàng)目做到了污水零排放。論證核定后項(xiàng)目水平衡詳見表2。

表2 核定后項(xiàng)目用水量平衡 m3·h-1

其水量的變化主要是因?yàn)榫G化灌溉的影響。按照設(shè)計(jì)資料，本項(xiàng)目用水系統(tǒng)主要包括廠區(qū)生產(chǎn)用水、生活用水、消防用水三個系統(tǒng)，生產(chǎn)用水按年330 d計(jì)算，生活用水按年365 d計(jì)算，灌溉期按照210 d計(jì)算。則論證后，本項(xiàng)目總用水量1557.97萬m3/a，其中新水用量93.20萬m3/a，循環(huán)水用量1442.79萬m3/a，污水處理回用量21.98萬m3/a；生產(chǎn)期間耗水量93.20萬m3/a。項(xiàng)目年用、耗、排水情況詳見表3。

表3 核定后項(xiàng)目用水情況匯總 萬 m3·a-1

因此，通過項(xiàng)目用水節(jié)水工藝和技術(shù)分析、用水過程和水量平衡分析、用水水平評價及節(jié)水潛力分析認(rèn)為，項(xiàng)目業(yè)主提出的，從鄯善縣水利局供水工程4000 m3調(diào)節(jié)水池取用水量93.20萬m3/a較為合理[2]。

3 取水可靠性分析

2020年鄯善縣地表水用水總量為1.126億m3；按照《吐魯番市用水總量控制實(shí)施方案》，2025年(2025年是企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)用水遠(yuǎn)期規(guī)劃年，用水量最大，以此用水量和水源地供水能力相比，方能證明滿足需求，有說服力)地表水供水指標(biāo)1.650億m3，從用水總量控制指標(biāo)角度考慮，地表水還有近0.524億m3的開發(fā)利用空間。同時，本項(xiàng)目位于柯柯亞水庫下游右岸不遠(yuǎn)處，距離柯柯亞水庫直線距離12.3 km，可實(shí)現(xiàn)自壓供水。

3.1 取水口位置合理性分析

本項(xiàng)目水源為柯柯亞水庫地表水，取水點(diǎn)位于鄯善縣水利局供水工程4000 m3調(diào)節(jié)水池，調(diào)節(jié)水池至項(xiàng)目區(qū)供水管網(wǎng)屬企業(yè)自建。2011年鄯善縣水利局完成調(diào)節(jié)水池以上取供水工程建設(shè)，取水點(diǎn)位于柯柯亞水庫，管道長度10.3 km，設(shè)計(jì)年供水量500萬m3。2021年1月新疆金匯焦化有限公司與鄯善水利局簽訂了供水協(xié)議，協(xié)議年供水量144萬m3(含本項(xiàng)目用水)，水費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)4.0元/m3。因此，取水口位置設(shè)置合理。

3.2 水源水量可靠性分析

2020年柯柯亞水庫地表水供水量為5601.1萬m3(含本項(xiàng)目用水)，為流域柯柯亞水庫斷面P=50%來水可用地表水資源量的55.17%、P=75%來水可用地表水資源量的64.73%、P=95%來水可用地表水資源量的86.17%，為《吐魯番市用水總量控制方案》柯柯亞河地表水供水指標(biāo)8721萬m3的64.23%。因此，就柯柯亞水庫地表水而言，水源水量完全能夠滿足本項(xiàng)目用水需求，但需對全流域水資源過度開發(fā)進(jìn)行補(bǔ)償。

2011年鄯善縣水利局完成調(diào)節(jié)水池以上取供水工程建設(shè)，設(shè)計(jì)年供水量500萬m3；主要供水對象為新疆金匯焦化有限公司所屬工業(yè)項(xiàng)目，鄯善縣鄯善鎮(zhèn)、連木沁鎮(zhèn)、辟展鄉(xiāng)、東巴扎鄉(xiāng)、園藝場等鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活用水。經(jīng)調(diào)查了解，2018年、2019年和2020年4000 m3調(diào)節(jié)水池對外最大供水量為254.9萬m3(僅占設(shè)計(jì)供水能力的51%，供水能力還有很大富余。含本項(xiàng)目用水)。

3.3 水源水質(zhì)可靠性分析

柯柯亞地表水水質(zhì)處于天然狀態(tài)，90%以上徑流靠融雪和降雨補(bǔ)給，天然水質(zhì)好。2022年2月，鄯善縣農(nóng)村飲水安全工程管理站委托摩天眾創(chuàng)檢測服務(wù)有限公司對柯柯亞水庫水源水進(jìn)行了水質(zhì)監(jiān)測，經(jīng)分析化驗(yàn)，水源水質(zhì)各項(xiàng)監(jiān)測指標(biāo)均符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)[3]中的Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足本項(xiàng)目用水水質(zhì)要求。

4 結(jié) 語

經(jīng)過分析探討，項(xiàng)目目前除綠化用水超標(biāo)外，其他生產(chǎn)、生活用水均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，用水工藝先進(jìn)，綠化變滴灌還可以節(jié)約用水，最終核定新疆金匯焦化有限公司擴(kuò)大生產(chǎn)新水用量為93.2萬m3/a，而調(diào)節(jié)池目前剩余的供水量為245.1萬m3/a，完全滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，為企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)取水許可審批提供了科學(xué)依據(jù)。