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工业用水的节水措施

【摘要】:但另一方面,工业用水浪费仍然严重,节水的潜力较大,因此,大力推广工业用水节水技术措施,是缓解我国城市水资源供需矛盾的重要途径。工业用水总体上与国外先进水平差距较大,因此节水潜力巨大。美国早在20世纪70年代,就大量利用咸水作为工业冷却用水。1975年,美国工业用水2800亿m3,其中利用咸水800亿m3。

随着我国工业的迅速发展,工业用水急剧增长,造成工业用水与居民生活、农业争水,水资源供需矛盾日益突出,尤其是北方的工业城市,这种现象更加严重。全国660个城市中有400多个城市缺水,平均每年因缺水减少工业增加值2000多亿元。但另一方面,工业用水浪费仍然严重,节水的潜力较大,因此,大力推广工业用水节水技术措施,是缓解我国城市水资源供需矛盾的重要途径。

1.调整工业结构

不同的工业行业其生产用水量差异很大,因此,一个地区的工业结构应与本地区的水资源条件相适应。对于水资源特别紧张的地方,有必要对工业结构做调整,尽量向耗水量小的方向发展,以缓解供需矛盾。

2.调整工业布局

各地对工业布局要全面规划,规划时不仅要依据原材料、燃料等资源的分部,而且必须同时考虑水资源的分布情况,按照“以供定需”的原则,合理调整工业布局。例如:京、津、唐地区长期以来人口密集、工业发达,使得该地区资源环境问题越来越严重,尤其是水资源的供需矛盾非常突出,有关部门提出,在工业布局上应将大耗水企业向东部海滨地区转移,以便利用海水代替淡水资源。新建工业项目,必须充分考虑工业用水的可能,水源不落实的项目,不能盲目建设。

3.提高水的重复利用率

工业用水的重复利用包括一水多用和循环利用两种方式。一水多用是指某用水系统(设备、车间或企业)用过的水,排出后再供其他用水系统使用,即水被二次、三次或更多次串联使用;循环用水是指水在本系统内回收而反复使用。

根据工业排水水质情况,工业废水重复利用大概有3种情况。

(1)工业企业的排水是清洁的好水,水质基本没有变化,回收后完全可以重复使用。例如工业生产中的间接冷却水大多属于这类情况,在使用过程中主要是水温升高。

(2)工业排水中混有一定杂质,但比较容易分离,如一般的洗涤用水(不接触化学药物、油渍物品或其他有害物质)、造纸行业的纸机排放的白水等,只需要简单的沉淀、过滤等物理处理,就可以回收利用。

(3)工业排水已受污染,需要经过净化处理后才能重复利用。

由于提高水的重复利用率对节约用水意义重大,所以世界上许多发达国家都很重视工业水的回收利用,不断提高重复利用率。例如美国20世纪60年代末工业水重复利用率为60%左右,1980年提高到67%,1985年达到75%,到2000年已达到85%以上。近年来先进国家钢铁、化工、造纸工业水的重复利用率分别达98%、92%、85%。我国目前工业用水重复利用率约60%,远低于发达国家的水平,除上海、北京、天津、大连等少数城市重复利用率可达85%以上外,其他多数城市还停留在50%~60%,与世界先进水平相比差距悬殊。国内地区间、行业间、企业间的差距也较大,如火电是我国取水量最大的行业,取水量占工业取水量的25%,平均取水量为31m3/(MW·h),水平最高的为2.3m3/(MW·h),而水平最差的为100m3/(MW·h),相差40多倍;重复利用率最高的达到了97%,而最低的只有2.4%。再如石油化工行业,重复利用率为78%,其中,最高的97%,而最低的只有12%;每加工原油用水,世界先进水平为0.5m3/t,我国平均为2.4m3/t;生产乙烯用水,我国最先进的为1.58m3/t,达到了国际先进水平,但平均用水则为18.6m3/t。工业用水总体上与国外先进水平差距较大,因此节水潜力巨大。充分挖掘水资源潜力,并采取先进的工艺流程,提高工业用水的重复利用率和降低工业用水定额,是缓解城市供水紧张的一项重要措施,也是建立节水型社会生产体系的重要组成部分。

4.加强废污水利用

工业企业和居民生活的用水,经过使用后,受到污染,失去了直接使用价值的最终排出的水,称为废水或污水。我国的废污水排放量在逐年增加,1985年排放总量为342亿t,其中75%为工业废水,25%为生活污水;2002年,全国废水排放总量为439.5亿t,其中工业废水排放量207.2亿t,城镇生活污水排放量232.3亿t;2015年,全国废水排放总量735.3亿t,其中,工业废水排放量199.5亿t、城镇生活污水排放量535.2亿t。这些废水中约有60%未经处理就直接排入江河湖泊,不仅造成了环境污染,而且浪费了大量的水资源。目前我国各主要江河湖泊,例如辽河、海河、淮河、黄浦江、大运河、太湖、巢湖、滇池的水源均严重污染。流经城市的河水90%以上不能饮用;75%的湖泊水域富营养化加剧;城市地下水50%受到严重污染,33%为轻度污染;江河入海口和城市附近海域Ⅲ类和劣Ⅲ类水质占59.7%,赤潮频次逐年增加,面积进一步扩大。因此,废污水资源化,不仅有利于改善水环境,变污水为清水,而且可以增加城市和工业用水的水源,是缓解我国水资源短缺的有效途径。

污水经过处理,用于工业冷却用水、城市绿化用水和冲洗马路、汽车,多次重复回用,都是可行的。世界上很多发达国家,例如,美国、以色列都是大力发展污水净化回用,成为城市和工业用水重要的水源之一。目前我国的污水处理主要是由各工厂分散处理,今后应当分散治理与集中治理相结合,建设一批大型污水处理厂,对各工厂初步处理的污水,再做进一步处理,同时对生活污水统一进行处理,经过环保部门严格检查和化验,对符合规定标准的,征得用户同意,再用于工农业生产。

5.合理利用海水

我国沿海城市,淡水资源有限,利用海水,取之不尽,用之不竭,应当是工业用水重要的水源之一。国内外的实践经验表明,火电厂除锅炉用水和轴承冷却用水外,90%以上的用水都可以使用海水;炼油和化工生产中各种排管的冷却水及大型设备的冷却也可以用海水,其数量可占全部冷却水的70%以上;钢铁工业中海水约可替代一半的淡水;大型机械厂海水也可替代30%~40%的淡水。美国早在20世纪70年代,就大量利用咸水作为工业冷却用水。1975年,美国工业用水2800亿m3,其中利用咸水800亿m3。1985年其工业用水3000亿m3,其中利用咸水1200亿m3。我国沿海城市天津、大连、青岛,也在80年代开始将海水用于冷却用水。天津市大港电厂,从1980年起,利用海水代替淡水冷却,效果良好。青岛市黄岛电厂,也在利用海水冷却,弥补淡水的不足。大连市1984年利用海水能力达到200万m3/d,2007年直接利用海水总量达到13.74亿m3/年。我国沿海各缺水城市,都应研究利用海水,用于工业冷却用水,制订建设规划,逐步建立海水冷却系统。海水冷却,对管道腐蚀性较大,应请科研单位协助工业企业研究解决。2015年全国海水直接利用量814.8亿m3,主要作为火(核)电的冷却用水。海水直接利用量较多的为广东、浙江、福建、辽宁、江苏、山东和河北等省分别为317.3亿m3、174.8亿m3、70.2亿m3、59.4亿m3、51.3亿m3、40.9亿m3和39.8亿m3,其余沿海省份大都也有一定数量的海水直接利用量。

对于某些必须经过净化才能使用的工艺用水,利用海水一定要做经济分析,评价其合理性。在有些情况下利用海水也是合理的,如对于锅炉工艺用水,无论是海水还是河水都要经过净化处理,对于长距离的调水来说,所需费用值得研究比较。特别是如将海水淡化与盐场、碱厂的建设接合起来,实行综合利用,则更能提高经济效益。

6.加强设备更新改造

我国的工业技术装备比较落后,耗水量大,需要改造。应采取有效措施,大力推广工业节水新技术、新工艺和新设备。新建、改建和扩建工业项目,严格执行“三同时、四到位”制度,即工业节水设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入运行,工业企业要做到用水计划到位、节水目标到位、节水措施到位、管水制度到位;制定《节水型工业企业目标导则》,积极开展创建节水型企业活动,指导企业落实各项节水措施;制定设备用水标准和限额,完善工业节水标准体系;建立节水产品认证制度和重要产品市场准入制度,整顿节水产品市场。

工业企业要及时开展水平衡测试和查漏维修维护工作,强化对用水和节水的计量管理。生产用水和生活用水要分类计量,主要用水车间和主要用水设备的计量器具装配率达到100%,控制点要实行在线监测,杜绝“跑冒滴漏”等浪费水的现象。

为了进一步加强工业节水工作,缓解我国水资源的供需矛盾,遏制水环境恶化的势头,促进工业经济与水资源及环境的协调发展,国家经济贸易委员会、水利部建设部、科学技术部、国家环境保护总局、国家税务总局,在2000年10月联合发布了《关于加强工业节水工作的意见》的通知,对加强我国工业节水提出了指导性意见和规定。2010年工业和信息化部发布了《关于进一步加强工业节水工作的意见》,并规定了第一批重点工业行业取水指导指标。