金東紙業水資源補充論證取用水合理性分析

王 翔，賈冬冬，朱田康，薛 晶

（鎮江市工程勘測設計研究院有限公司，江蘇 鎮江 212000）

1 項目概況

金東紙業（江蘇）股份有限公司（以下簡稱金東紙業）是由金光集團投資興建的一家大型紙業公司。1996年金東紙業135萬t造紙建設項目獲批立項，1997年金東紙業取得了水利主管部門頒發的取水許可證，審批年取水量3632萬m3，通過新建取水工程從長江取水，經自備水廠、自備電廠生產出清水、蒸汽供企業生產和生活使用。近幾年，金東紙業的用水結構、取水量已發生很大改變，用水組成較為復雜。首先，金東紙業通過工藝設備改造提升，引進節水技術，自備水廠的供水能力略有余量；在新區政府的協調下，金東紙業利用其取水余量將生產的清水、工業蒸汽供應給奇美化工，之后又向巴斯夫等公司小規模供應工業蒸汽。其次，金東紙業中、遠期規劃企業產能提升約100萬t/a。同時，根據《鎮江市區熱電聯產規劃（2018—2020）》，規劃新建鎮江東部能源中心熱電聯產項目，擬由金東紙業提供水源。

2 取用水合理性分析

2.1 用水環節與用水過程分析

2.1.1 用水環節

本項目用水取自長江鎮揚河段，長江水經自備清水處理廠處理后一部分供金東紙業生產和生活使用；一部分供東部能源中心產能向金東紙業、大東紙業以及金東紙業自備熱電廠供熱用戶巴斯夫、奇美化工等供熱；其余部分用于向奇美化工供水。

2.1.2 用水過程

（1）現狀用水。本項目現狀用水包括金東紙業自身生產與生活用水、向奇美化工供應工業用水和工業蒸汽、向巴斯夫供應工業蒸汽。

金東紙業生產用水主要用于PM1產線、PM2產線、PM3產線、涂布車間、整理車間、自備熱電廠、輕質碳酸鈣廠PCC、輕質碳酸鈣廠PCC3、重質碳酸鈣廠、涂料車間、碼頭、化機漿等。

奇美化工用水包括生產用水和生活用水，其中生產用水通過管輸取用金東紙業工業水，主要供給冷卻用水、洗滌用水、水封槽用水、生產純水用水等；生活用水通過管輸取用市政自來水。

巴斯夫用水包括生產用水和生活用水，其中工業蒸汽向金東紙業購買，其余用水均取用市政自來水。生產用水主要供給產品工藝用水、冷卻用水、公用工程用水等。

（2）規劃用水。按金東紙業中、遠期發展規劃，目前在建工程有年產12.96萬t A4靜電復印紙加工生產線技術改造項目和年產10萬t整理車間加工生產線技術改造項目。2020年8月已備案待建工程有年產10萬t特種紙項目。2020年12月前計劃完成PM5、PM6紙機項目備案，建成后具備年產30萬t特種雙膠紙生產能力。二期高級特種紙項目PM7、PM8兩臺紙機含配套工程將在一期建成投產后相繼實施，現已列入公司的遠期發展規劃，預計再增加產能40萬t。上述項目全部建成后，金東紙業產能將提升約100萬t/a。

根據《鎮江市區熱電聯產規劃（2018—2020）》，對金東紙業熱電廠、大東紙業熱電廠實施關停整合，在充分利用現有熱電資源的基礎上，規劃新建鎮江東部能源中心熱電聯產項目，作為區域公共熱源點，以滿足現有熱源點關停后接續供熱需求。根據《鎮江新區東部能源中心項目裝機方案》，其建設規模為3爐4機，即3×400 t/高溫超高壓燃煤鍋爐+3×CB40MW-12.5/1.7/0.7抽背機+1×CB11MW-12.5/2.7/0.98背壓機，共有4種熱負荷參數，分采暖期和非采暖期，采暖期平均熱負荷632 t/h，利用小時數為3200 h；非采暖期平均熱負荷468 t/h，利用小時數為4500 h。該供熱中心清水由金東紙業現有自備水廠提供，取水位置和方式不變。

2.1.3 水量平衡分析

（1）現狀水量平衡分析。金東紙業于2018年開展了最近一次水平衡測試，測試結果如下：公司新水量62945 m3/d（包括外供奇美化工與巴斯夫），即2297萬m3/a；總用水量1195172 m3/d；蒸汽冷凝水回用量18986 m3/d；廢水回用水量168363 m3/d；間接冷卻水循環水量951134 m3/d；耗水量14412 m3/d；排水量41198 m3/d。

奇美化工于2018年6月進行了最近一次水平衡測試，測試結果如下：公司日均用水量7786.4 m3，循環用水量429869 m3，重復利用率達98.22%。奇美化工日用7786.4 m3新水量中，生產用水3961.4 m3，輔助生產用水（主要是生產純水和軟水供生產使用）3605.1 m3，其他用水220 m3（包括生活用水100 m3和食堂用水120 m3）；耗水量6361.7 m3。

巴斯夫于2020年6月進行了最近一次水平衡測試，測試結果如下：公司日均總用水量48918.00 m3，其中新水用水量841.00 m3；重復利用水量48077.00 m3，重復利用率98.28%。測試期間，該企業日取用新水量841.00 m3（含外購蒸汽量114 t）；耗水量291 m3；排水量332 m3（扣除雨水3746 m3）。

（2）規劃水量平衡分析。金東紙業取水量：根據2018年水平衡測試，全廠取水量62945 m3/d，外供水量6256 m3/d，電廠取水12525 m3/d。經計算，金東紙業生產取水為16119860 m3/a。根據金東紙業中、遠期發展規劃，金東紙業特種紙產量增加100萬t/a，按照蘇水節〔2020〕5號文《江蘇省林牧漁業、工業、服務業和生活用水定額（2019年修訂）》（以下簡稱《用水定額》）中印刷書寫紙Ⅰ級定額13 m3/t測算，增產將增加取用新水1300萬m3/a，合計金東紙業取水量為29119860 m3/a。

東部能源中心取水量：根據《鎮江新區東部能源中心項目裝機方案》，東部能源中心替代金東紙業自備熱電廠和大東紙業自備熱電廠熱負荷，設計采暖期平均熱負荷632 t/h，非采暖期平均熱負荷468 t/h。根據裝機方案，經計算，采暖期熱負荷為202.24萬t，非采暖期熱負荷為210.6萬t，兩者合計年熱負荷為412.84萬t，綜合補水率取0.6，取水量約為247.7萬m3；冷卻水塔補水約為200萬m3。綜上，東部能源中心年取水量約為447.7萬m3。

奇美化工取水量：金東紙業水平衡測試中，外供奇美化工水量為6256 m3/d，即2283440 m3/a；奇美化工水平衡測試中生產用水為7566.4 m3/d，即2761736 m3/a。根據2016—2018年奇美化工逐月工業用水量對比，發現奇美化工水平衡測試月份6月用水量均大于金東紙業水平衡測試月份3月，2次水平衡測試的結果不一樣應該是由于測試時間不一致造成的。2016—2018年奇美化工年工業用水量分別為2659314、2485732、2564893 m3，與奇美化工水平衡測試中數據較為接近，因此采用奇美化工水平衡測試中數據即2761736 m3/a。

項目規劃水量平衡成果，詳見表1。

表1 項目規劃水量平衡成果m3/a

2.2 節水指標分析

2.2.1 重復使用率

水量重復使用率計算公式為：

式中：Qf，s為重復利用水量（m3）；Q Z，s為總用水量（m3）。

經計算，金東紙業Φs=[(18986+168363+951134)/1195172]×100%=95.26%，奇美化工Φs=[429869/(429869+7786.4)]×100%=98.22%,巴斯夫Φs=(48077/48918)×100%=98.28%。

2.2.2 單位產品新水量

單位產品新水量計算公式為：

式中：V yf為年新水量（m3）；Q為年產量（t）。

（1）金東紙業。水平衡測試期間金東紙業的日均新水量為56689 m3，日均生產新水量44164 m3，日 均 產 量5479 t，單 位 產 品 新 水 量8.06 m3/t。2018年，金東紙業年產量1910279 t，全廠新水量21621281 m3，生產新水量14740121 m3，單位產品新水量7.71 m3/t。規劃遠期年紙產品產量3000000 t，全廠生產新水量29119860 m3，單位產品新水量9.71 m3/t。

（2）奇美化工。水平衡測試期間奇美化工的日均新水量為7645 m3，日均生產新水量7365 m3，日均產量3281 t，單位產品新水量2.25 m3/t。2018年度該公司新水量2564893 m3，聚苯乙烯產量185.5萬t，單位產品新水量1.38 m3/t。

（3）巴斯夫。水平衡測試期間巴斯夫的日均新水量為841 m3，日均丁苯膠乳產量385 t，單位產品新水量2.18 m3/t。2018年度該公司新水量27.04萬m3，丁苯膠乳產量11.45萬t，單位產品新水量2.36 m3/t。

2.2.3 新水利用系數

新水利用系數是耗水量與取水量之比。

經計算，金東紙業K f=(14412/56689)×100%=25%，奇 美 化 工K f=(6361.7/7786.4)×100%=81.7%，巴斯夫K f=(291/841)×100%=35%。

2.2.4 綜合生活用水定額

金東紙業全廠定員為2800人，生活用水量為307 m3/d，職工人均生活用水量為109.6 L/（人·d）。根據《用水定額》，城鎮居民生活用水定額為150 L/（人·d），本項目設計生活用水量滿足該定額要求。

2.3 取用水合理性分析成果

金東紙業主要產品為涂布紙，《用水定額》中涂布紙Ⅰ級用水定額為14 m3/t，經計算，金東紙業中、遠期規劃單位產品新水量為9.71 m3/t，低于該用水定額要求，用水基本合理。

奇美化工主要產品為聚苯乙烯，《用水定額》中聚苯乙烯用水定額為15 m3/t，經計算，奇美化工單位產品新水量為2.25 m3/t，低于該用水定額要求，用水基本合理。

巴斯夫主要產品為丁苯膠乳，屬于專項化學用品制造行業，行業代碼2662。經查《用水定額》無相關行業定額，參照廣東省地方標準《廣東省用水定額》（DB44/T1461.2-2021）類似行業“合成乳膠”定額的3.2 m3/t，經計算，巴斯夫單位產品新水量為2.18 m3/t，低于該用水定額要求，用水基本合理。

3 取水水源論證[1]

3.1 取水工程

取水口位于長江大港馬鞍嘰上游200 m，地理位置坐標為東經119°40'16″、北緯32°12'40″。取水泵站位于自備碼頭上，有取水泵8臺，每臺額定流量825 m3/h，功率110 kW，揚程35 m，設有1條管徑為DN900的進水管路。

3.2 可供水量分析

本工程用水年取水總量為3636萬m3，平均日取水量為9.96萬m3。

根據長江下游大通水文站1950—2002年連續系列資料統計，大通站多年平均徑流量為9052億m3，多年平均徑流量為28680 m3/s，根據頻率計算，大通站P=97%時相應的年徑流量為6990億m3、P=97%時設計年最小流量為5560 m3/s。大通站至本工程取水斷面區間多年平均匯入流量為1320 m3/s。根據區域水資源開發利用分析，大通站至本工程取水口斷面區間的現狀水平年平均用水量為346 m3/s，平均耗水量為145 m3/s。由以上分析可以看出，大通站至本工程取水口斷面區間的來水量大大超過區間現狀耗水量，經保守考慮，采用大通站設計徑流作為長江鎮揚河段的設計徑流，即97%條件下設計徑流量為6990億m3、設計年最小流量為5560 m3/s。

將本工程取水量與取水口斷面來水量進行比較，在設計頻率P=97%條件下，本工程取水量約占取水斷面年徑流量的0.0052%，詳見表2。因此，長江來水可以滿足本工程取水水量的要求，本工程從取水水量方面而言是可靠的。

表2 工程取水量占取水河段來水量的比例

3.3 取水水資源質量分析

通過大港碼頭水質斷面監測資料的評價分析，該斷面2017—2018年水質綜合評價為Ⅱ類，達到水功能區2020年水質目標。本項目用水對水質的要求不高，長江地表水能滿足項目對水質的要求。

3.4 取水口位置合理性分析

本工程取水口與諫壁閘水文站相距10 km左右，且同在南岸，因此采用諫壁閘水文站設計低潮位代表本工程取水口處設計低水位。根據諫壁閘水文站1966—2018年共53 a水位觀測資料統計，歷史最低潮位為-0.43 m（1985國家高程基準，1979年1月30日）。根據上述歷史最低水位資料系列進行頻率分析，應用皮爾遜Ⅲ型曲線適線計算得出本工程取水口處P=97%設計低水位為-0.41 m，本工程取水口高程為-3 m，在P=97%設計水位下取水水深為2.59 m。本工程取水口高程能夠滿足本工程正常取水要求。

綜上分析，本工程以長江為取水水源，長江水位、水質均能滿足項目取水對水深和水質的要求，因此取水水源是可靠的。

4 結語

通過對金東紙業現狀及規劃各用水組成進行分析后認為其用水結構變化后的用水工藝合理，節水效果較好，項目的用水是合理的。本項目全面取水后，未超出總量控制指標，取水符合當地用水總量控制指標要求。