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工业节水措施 给水091吴涛 1 工业的作用 工业是唯一生产现代化劳动手段的部门 它决定着国民经济现代化的速度 规模和水平 在当代世界各国国民经济中起着主导作用 2 水是工业的血液水在工矿企业生产中是不可缺少的物质 在电力 化工 造纸 冶金等方面发挥着非常重要的作用 近几年来 随着经济社会的迅速发展 工业用水增长较快 要求保证率高 集中 水质好 一直是我国水资源供需矛盾的焦点 推动工业节水对保障我国经济社会可持续发展意义重大 是节水发展的重点 3 工业企业用水分类 各种水量之间的关系示意图重复利用水量取水量用水量 体系 耗水量排水量漏水量各水量关系示意图 4 水资源现状 据统计 过去50年全世界淡水使用量增加将近4倍 达到每年4 13 1012m3 世界总取水量在20世纪70年代为22000亿m3 到20世纪末达到55000亿m3 净增长1 5倍 近年来 在一些工业较发达 人口较集中的国家或地区已明显感到水资源不足 据统计 世界上有40多个国家和地区 占全球陆地面积60 缺水 预计今后若干年内 缺水情况将更加严重 城市生活用水增加有两方面原因 一 由于城市人口增加 二 由于第三产业的发展和人们生活水平的提高 5 中国水资源短缺 淡水资源总量约每年26200亿m3 人均占有量为每年2392m3 为世界人均占有量的四分之一 名列第110位 由于各地区处于不同的水文带及受季风气候影响 水资源与土地 矿产资源分布和工业用水结构不相适应 水污染严重 水质型缺水更加剧了水资源的短缺 随着国民经济的发展和城市生活水平的提高 很多地区特别在北方和某些沿海城市发生水资源短缺和污染问题 水资源的本身不足和水源的污染已成为我国国民经济发展的一个制约因素 因此必须实行水资源的统一规划与管理 把用水问题 特别是将节水工作纳入社会经济发展规划 建立与健全相应的规章制度 认真贯彻开源节流并重方针 加强节水的科学管理 全面开展节水工作 通过多种途径开辟水源 加强污废水处理 搞好污废水回用 保护生态环境 6 节约用水的意义节约用水是以减少短期和长期用水量为目标的 其意义在于 1 减少当前和未来的用水量 维持水资源的可持续利用 2 节约当前给水系统的运行和维护费用 减少水厂的建设数量或降低水厂建设的投资 3 减少污水处理厂的建设数量或延缓污水处理构筑物的扩建 使现有系统可以接纳更多用户的污水 从而减少受纳水体的污染 节约建设资金和运行费用 4 增强对干旱的预防能力 短期节水措施可以带来立竿见影的效果 而长期节水则大大降低了水资源的消耗量而能够提高正常时期的干旱防备能力 5 调整地区间的用水差异 避免用水不公及其他与用水相关的社会问题 6 保护环境 维护河流生态平衡 避免地下水过度开采和地下水污染 7 经过系列措施国外节水现状 8 1 节约工业用水是节水的重点城市中工业用水量的比重逐年增加 2000年世界各国的工业需水量约占世界总需水量的25 为了解决水资源不足的问题 许多国家和城市把节约用水作为节水的重点 主要措施是重复利用工业内部已使用过的水 即一水多用 美国制造工业的水重复利用次数 1985年为8 63次 2000年达到17 08次 因此到2000年美国制造工业的需水量不但不增加 反而比1978年的需水量减少45 而美国工业总需水量由1975年2033亿m3降至2000年的1528亿m3 2 重复利用污 废水已成为替代水源的一个重要途径目前 国外有不少城市把处理过的城市污水和废水回用到各个方面 已成为替代水源的一个重要途径 城市污水经二级或三级处理净化后进行回收利用 例如用于冲厕所 浇灌绿化带 作为工业和商业设施的冷却水 也可作为人工补给地下水的水源 3 采用节水型家用设备是城市节约用水的重点从一些国家的家庭用水调查来看 洗衣 冲洗厕所 洗澡等用水占家庭用水的80 左右 改进卫生设施 采用节水型家用设备是城市节约用水的重点 节水产品的使用是非常有效的节水措施 既节约了用水又减少了用水费用的开支 9 4 加强管道检漏工作 避免城市供水的不必要损失节水的前提是防止漏损 最大的漏损途径是管道 自来水管道漏损率一般都在10 左右 根据美国东部 拉丁美洲 欧洲和亚洲等许多城市的统计 供水管路的漏水量占供水量的25 以上 因此把降低供水管网系统的漏损水量作为供水企业的主要任务之一来对待 5 采取经济措施来促进节约用水当今世界各国已颁布了许多法规 严格实行限制供水 对违者进行不同程度的罚款处理 许多城市通过制订水价政策来促进高效率用水 偿还工程投资和支付维护管理费用 国外比较流行的是采用累进制水价和高峰用水价 6 依靠科技进步是城市节水工作的根本途径国外很重视关键的节水技术 设备的开发 节水器具的改进 提高 旧设备 旧工艺的改造等方面的科学技术的应用研究 依靠科技进步进一步提升城市节水工作 10 自20世纪80年代以来 我国已大力推行城市节约用水工作 各城市以工业企业节水为重点 制定了与生产过程用水紧密联系的一系列节水措施 并在实践中逐步形成了一定的经验 有效的工业节水措施应以改进生产工艺为基础 以强化节水技术为手段 以落实行政法制管理为保证 具体节水措施包括 11 1 调整产品结构 改进生产工艺 建立节水型企业2 强化节水技术 开发节水设备 努力降低节水设施投资3 加强企业用水行政管理 逐步实现节水的法制化4 提高工业生产规模 发挥规模经济效应 12 三 国内节水现状国内的节水运动始于20世纪80年代初期 经过近20年的努力 取得了较大进展 1 制定了有关水和废水管理方面的法律法规现已颁布的直接涉及水和废水管理方面的有 中华人民共和国水法 和 中华人民共和国水污染防治法 两部法律 发布的涉及水和废水管理方面的行政法规有 城市节约用水管理规定 关于大力开展城市节约用水的通知 国务院办公厅 中央军委办公厅关于保障军队用水用电有关问题的通知 进一步做好城市节约用水工作的报告 取水许可制度实施办法 城市供水条例 中华人民共和国水污染防治法实施细则 中华人民共和国河道管理条例 征收排污费暂行办法 污染源治理专项基金有偿使用暂行办法 国务院办公厅关于印发建设部管理的国家测绘局职能配置 内设机构和人民编制方案的通知 国务院城市建设技术政策要点 国务院环境保护委员会关于防治水污染技术政策的规定 关于进一步加强城市环境综合整治工作的若干意见 关于征收水资源费有关问题的通知 中国节水技术政策大纲 等 13 2 设置相关的主管机构国务院城市建设行政主管部门主管全国城市供水工作和主管全国的城市节约用水工作 3 国内工业节水技术鉴于大量工业废水除少数污染很严重外 大部分经简单处理后可重复使用 因此工业节水也是国内城市节水的重点 1990年我国城市工业万元产值取水量为245m3 万元 2004年已降至196m3 万元 但从整体来看 工业用水水平还比较低 同发达国家的20 30m3 万元相比差距很大 在具体节水技术中 国内主要注重重复用水技术 包括冷却水的循环节水 一般循环水节水 指循序用水 闭路用水等 和工艺节水 包括冷却工艺改革 无水少水工艺等 这些技术在火电 钢铁 石化 化工 印染 造纸等行业都有成功应用的范例 14 各行业节水技术介绍电力行业1 加强对中 小容量电厂主辅设备的节水技术改造 建立闭路循环用水方式 减少耗水量 提高重复利用率 2 根据分质供水的原则 将工业废水和化学废水分别处理回用于间接冷却系统及冲灰系统 3 对冲灰系统尽可能实施干式除灰 浓缩输灰 高灰水比 利用劣质输灰或实现冲灰闭路循环 化工行业1 推行清洁生产战略 提高工艺节水水平 2 加强化学工艺水处理技术和设备的研究开发 造纸行业1 取缔设备落后 污染严重 经济效益差的小型企业 新建和改造大中型企业 降低单位产品取水量 减少环境污染 2 采用盘磨机械纸浆新工艺 推广高压冲洗技术 减少制纸机的冲洗用水 3 推行污水处理回用技术 提高水的重复利用率和工序间的串联利用量 冶金行业1 推广耐高温无水冷却装置 减少加热炉的用水量 2 推广干熄焦工艺 减少炼焦用水 3 以企业为节水系统 开展工序节水 推行一水多用 串用 回用技术和水 气 热交换的密闭循环水系统 15 废水回收 16 冷凝回流器 17 节水实例 18 1 以静海县天津华源线材制品有限公司为例 静海县属于水资源严重短缺 水环境承载能力较弱地区 又以工业强县为发展方向 工业用水效率不高 用水量逐年增加 19 1静海县水资源现状静海县人均水资源占有量仅为331m3 是全国人均水平的七分之一 是水源性和水质性缺水并存的城市 我县水资源严重短缺 水环境承载能力相对较弱 在今后很长一个时期 我县人口还要增长 人均水资源占有量将逐步减少 随着工业化进程 城市化步伐和生态环境建设的加快 全县经济规模将进一步扩大 对水资源的需求持续增加 水环境压力也随之越来越大 水资源供需矛盾更加突出 将成为制约我县经济社会可持续发展的重要因素之一 加大节约用水工作力度 对于实施水资源的优化配置 提高水资源的利用效率和效益 处理好社会进步 人口增长 经济建设 水资源利用 水环境保护的关系 保障国民经济和社会的可持续发展 具有深远的历史意义和重大的现实意义 20 2静海县工业用水现状通过对静海县企业用水情况的调查 目前排放污水的绝大部分是由于管理不善或没有综合利用所引起的 只有10 左右是由于缺乏环境保护措施所造成的 这样一方面造成水的大量浪费 而另一方面又给环境造成严重污染 进一步造成用水的紧张状态 形成恶性循环 我县的工业用水每年约为606万m3 但其利用率却较低 平均单位工业产值的耗水量较一些工业国家几乎要高出3 4倍 这说明只要我们在节约用水上作出努力 其潜力是相当大的 工业用水除了从数量上感到不足外 目前对水质 也感到越来越不能满足工业的需要 水质不好 不仅会损坏设备 增加原料及燃料消耗 还会直接影响产品的质量 特别是一些对水质要求比较高的工业 如食品 饮料 医药及电子等工业更是如此 随着我县工业的发展 对于水量和水质的要求也越来越迫切 如不进行有效的节水工作 水的紧张状态将越演越烈 21 3工业节水措施天津华源线材制品有限公司 该企业曾经是一家典型的高耗水企业 年用水量近百万方 其他同行企业情况基本相同 经过近两年的节水减排改造 提高管理水平 生产工艺改革 其年用水量降到了不足十万方 22 3 1加强企业用水管理首先管理是一个最重要的环节 只有加强企业用水管理 才能合理使用水源 取得增产又节水的效果 为了加强企业用水管理 必需建立必要的机构和用水管理制度 由公司主管生产的副总抓全面节水工作 节水责任制定岗定人 每个生产部门安装二 三级水表 考核到最小的生产班组 每个月甚至周上报并汇总用水情况 根据生产情况核定用水量 以便于考核并进行必要的奖惩制度 也使水的使用者能做到心中有数 领导对整个企业的用水情况心中有数 发现问题能够及时处理 切实起到节流的作用 组织技术人员 成立节水技术组 通过对整条生产线进行研究 以自身实际情况为基础 进行节水技术开发 提高企业生产技术水平 另外 企业内部对工厂车间或工段来的废水应作具体分析 哪些可以回用 哪些要作处理排放 因此要在调查研究的基础上 将各种用水和排水合理的分门别类 也就是说对工厂各处的排水要做到清浊分流 分别经过各自的管道或渠道 进行排放 贮留 处理或回用 23 3 2通过工艺改革来节约用水生产过程所需的用水量是由生工艺来决定的 因而通过生产工艺的改革来节约用水 减少排放或污染才是根本措施 这方面是大有潜力可挖的 具体的做法大致有以下两方面 24 3 2 1通过工艺改革使生产主要过程中 少用水或不用水这是一种比浅议工业节水途径法 往往可以使一些难以解决的问题找到满意的答案 然而由于从根本改革生产工艺 往往会导致原材料 操作 设备等方面的较大变动 牵涉面较大 必须结合原 辅材料的供应 产品的数量和质量的影响 成本以及设备等方面作出统筹考虑 绝大多数企业在这方面缺少经验和动力 往往行动上比较谨慎 3 2 2通过工艺改革使生产洗涤过程中少用水在工业生产中 为了保证产品的质量 往往需要对成品或半成品进行洗涤以去除杂质 采用何种形式洗涤常常对需要的水量有较大的影响 首先还是要选择适合的生产线技术 同样是拉拔行业 华源的技术决定了其用水量在国内同行业中是最低的 降低生产成本的同时 也增强了产品的竞争力 其次是加强操作管理 减少洗涤次数 或通过工艺改革 使产品或半成品经尽量少的洗涤次数即能达到质量指标 从而节约用水 25 3 3通过对冷却用水的管理来节水在不少的工业中 由于工艺上的要求 需以水作为冷却剂进行降温 这种冷却水的用量是比较大的 并且在一般情况下 它除了受热污染以外 水质还是比较好的 因此应通过各种手段予以回用 节约冷却用水往往是工业节水的主要部分 3 3 1改直接冷却为间接冷却3 3 2合理利用冷却水 26 3 4一水多用或污水净化后再用以节约用水由于工艺中各环节的用水水质标准不一 因此可以利用某些环节的排水作为另一些环节的供水 以达到一水多用 从而做到节水的目的 工厂企业中有些环节出来的水质较差 如果经过合适的处理 往往可以回用或降级用于其它环节中去 以达到节水的目的 中水回用的水质应根据用水对象和要求来确定 首先要保证安全可靠 保证人民的身体健康 目前污水处理后的回用水尚不宜用于饮用或直接与人体接触 使用时应采取防止误饮误用的措施 一般的再生水应达到无病毒无有害物质 在外观上无明显的色度 无泡沫及悬浮物 不使直观上有任何不快之感 更不允许有臭味 异味 在工业生产中使用再生水作为冷却水循环利用时 要进行水质稳定处理 防止用水设备结垢 腐蚀及微生物生长等问题 以免影响设备的正常运行 27 4结合静海县工业生产和用水特点 从工艺 技术 生产结构 政策法规 节水规划等方面提出如下节水措施4 1实施工业用水多元化1 城市污水回用将城市污水处理后作为再生资源回用于企业 实现污水资源化 这既可以有效节水新水资源 又可以减少污水 废水排放 具有开源与节流的双重功效 特别适用于静海县这样水资源短缺 水环境不断恶化的地区 2 收集雨水收集雨水只需要少量投资就可以取得显著的节水效果 雨水不但廉价 而且水质好 应当引起企业的充分重视 3 采用非水冷却 免用了冷却水在有些工厂企业中 还有可能利用非水冷却达到节约冷却水的目的 例如某厂锌冶炼车间电解槽的电解液 原由水冷却 现改为由空气冷却塔直接冷却电解液 冷却后可以降温至32 34 能满足生产工艺浅议工业节水途径求 这样每天可以节水0 5万m3 每年节水182万m3 取得较好的效果 4 地下水回灌另一合理利用水资源的办法是对地下含水层进行冬灌夏用措施就是在冬天将冷水灌入地下含水层 夏季则抽出用于空调制冷 这种方法用于纺织系统等取得良好的效果 28 4 2推广工业节水新工艺大力推广工业节水新工艺 主要包括改变生产原料 生产工艺和生产设备 目前采用的节水工艺主要有 干法除尘 高浓度灰渣输送 冲灰水回收利用等工艺 29 4 3积极采用工业节水新技术1 采用工业外排废水回收再利用技术对外排废水进行适当深度处理 使其水