我国工业节水潜力分析

我国工业节水潜力分析

据统计，2000年山西省工业总产值为134317万元3m。虽然它仅占全省总水资源的20.2%，但工业水资源的集中和保证率很高。通常对办公室室内尤其是城市的水资源开发利用施加巨大压力，这加剧了该地区水资源的供需矛盾。同时,工业废污水排放量一般同工业用水量成正比,若废水不经处理容易污染环境,因此,工业节水不仅可以减少工业用水量,还能减少废污水排放量,意义十分重大。1根据企业实际情况,可分为三大类工业和小农业三大类工业用水量取决于工业规模、产品结构、工艺技术水平、节水管理水平和节水技术措施等。工业门类众多,各部门取水规模及万元产值取水量相差很大,因此,通常根据企业产品用水量、用水特点与生产规模将工业分为电力工业、一般城镇工业及农村工业三大类,其用水水平一般用万元产值取水量及复用率两项指标进行考核。1.1解决了节水与高效的关系经汇总分析,全省工业万元产值取水量历年呈下降趋势,由1980年的313.3m3/万元减少到2000年的67.2m3/万元,年均递减率为7.41%,其中:电力工业递减率6.22%,城镇工业8.04%,农村工业4.44%;复用率呈缓慢上升趋势,由1980年的83.4%增长到2000年的85.8%,年均递增率仅为0.14%。全省工业万元产值取水量呈持续下降趋势,说明山西省工业节水取得了明显成效。20世纪80年代后,随着国民经济的快速发展,工业取水量日益增加,用水供需矛盾逐步加剧,与此同时,加强用水节水管理工作也提到了议事日程,人们对节约用水逐步有了深入认识,采取的节水措施由起初简单的冷却水循环利用逐步扩大到污水处理回用、改革用水工艺及设备、串联复用等多种节水形式,但随着节水工作的不断深入,节水难度将逐渐加大,节水潜力逐渐变小。对于冶金、电力、化工等行业来说,在现有技术条件下其间接冷却水循环率已经很高,而其工艺排放水水质污染却较为严重,处理回用难度较大;限于企业的技术与经济条件,改革工艺及设备更是难上加难。因此,在未来的较长时间内,工业万元产值取水量下降速度将逐步减缓。1.2b.我国现行农业保险企业耗水量和重复利用率a.同国内其他省市比较。2000年,山西省工业万元产值取水量指标为67.2m3,仅低于周边邻近省市河南省,但却是天津市的1.87倍,是陕西省的1.72倍。万元产值取水量较高的原因,一方面是由于电力行业取水量占工业的比重较大,且现存火电厂大多为湿冷机组;另一方面,传统产业工艺和装备水平低下,专业化程度低,产品大多属基础性产品,也是耗水量较高的主要原因。b.与国外先进指标比较。2000年山西省规模以上工业用水重复利用率为88.6%,而美国是94%,冶金、化工行业用水重复利用率分别为84.8%和89.9%,而美国为91.9%和96.2%。山西省人均水资源量远远低于欧美国家,用水指标存在的差距说明山西省工业结构和水资源不相适应,工业用水水平也远低于发达国家。2工业水和食品的主要问题2.1评价指标和评价方法滞后工业经济发展应建立在水资源承载力的基础上,在缺水地区尤其应该加强水资源承载力的评价工作,确保工业项目建立在科学的水资源评价基础之上。目前,全省工业项目水资源承载力评价工作还做的较少,研究深度也大多无法满足项目实际需求,大多数城镇和工业园区普遍存在着水源规划、供水规划滞后于工程规划的现象。正是由于长期以来对水资源评价和供水节水规划的指导作用认识不足,致使山西省目前工业行业布局和水资源状况之间已经形成了深刻的矛盾。2.2工业经济结构不合理山西省是严重缺水省份,但其依赖于煤炭资源优势发展起来的工业经济结构却以高耗水行业为主,供水矛盾日益尖锐。长期以来,传统重工业一直是全省经济发展的重点,在未来十年,全省工业产业结构调整仍无法回避这个矛盾。2.3水管理未完善“九五”期间,计划用水定额管理在城镇工业企业用水管理中得到了较好的普及,但由于管理手段相对落后和资金投入不足等原因,工业用水计量、监测、统计和审计等工作状况无法适应企业节水管理的要求。分布于乡村的规模以下企业大多不交纳水资源费,其用水管理尚未纳入计划用水管理的范围,缺乏必要的法规和制度规范其无序的用水行为。尽管在2001年针对全省规模以下工业企业进行了用水情况全面普查,但由于多数企业没有计量设施,也无完善的用水统计资料,致使调查结果存在一定的误差。由于全省规模以下工业用水管理的基础性工作相当薄弱,加大了工业节水工作的难度。2.4现行水水用水价格有一定的调山西省近年来对城镇用水水价进行过多次调整,各地自来水价格都有所提高,但目前形成的价格还不能充分调动起企业节水的积极性,现行自来水工业用水价格仍有一定的上调空间;而以自备井为水源取水的企业和分布于农村的乡镇企业只交纳水资源费或不交纳任何费用,水资源费也一直在0.12元/?m3左右的低标准上,企业缺乏节水意识和节水动力。2.5工艺落后、效率低下山西省规模以上工业企业中有一部分是建厂30年以上的老企业。由于对老企业的技术改造投入不足,有些企业至今还保留着20世纪六七十年代的老工艺、老设备,工艺落后的局面没有彻底解决。这些落后工艺设备用水量很大,影响整体工业节水工作的成效。而规模以下工业企业大多使用着比上述企业更为简陋和落后的工艺设备,跑冒滴漏严重,用水效率低下。多数企业没有把供水管网等设施视为生产运行设备,长期忽视对管网的检修维护,造成了管网的老化,甚至破损,因供水设施老化造成用水浪费的现象在企业中普遍存在。3工业节水目标与节水潜力的分析3.1节水目标3.1.1规划目标的科学制定工业节水规划目标,应在分析全省工业历年及现状用水节水的基础上,综合考虑工业行业发展水平,以国内外先进节水水平为目标,以科学可行的节水措施为支撑,充分保证规划目标的科学性、针对性和先进性。3.1.20年平均流动量节水型企业达标率:2010年大于60%;2020年大于65%;2030年大于70%;全省各水平年电力工业、一般工业及农村工业节水指标详见表1。3.2当地的经济条件工业节水潜力的大小,涉及不同地区或城镇诸多的自然、社会、经济、技术等因素,如当地的气候、工业结构、工业设备条件、资金投入、经济效益、水价及管理水平等等。分析节水潜力,应根据不同地区的实际情况,确定科学合理的工业节水指标,在此基础上与现状用水指标进行比较分析,得出一个地区或一个城市各工业部门的节水潜力。3.2.1用水、水质、水量电力、冶金、煤炭、化工和机械行业,是山西省工业经济支柱产业,其行业取水量占到全省规模以上工业取水量的90.9%左右。挖掘工业节水潜力应重点分析这五个行业和国内外先进水平的差距。a.电力工业:冷却用水是火电行业的主要用水项目,火电生产采用不同的冷却方式取水量差异很大,贯流冷却系统、循环冷却水系统和空气冷却系统等三种不同冷却方式的取水量之比为65∶2.3∶1,全省目前的电力系统大多为循环冷却水系统。从单位产品取水量分析,全省火电企业水的复用率和单位产品取水量都处于全国先进水平。大同二电厂6套机组中有2套为空气冷却机组,1995年该厂用水达到了全国最先进的水平,单位产品取水量在全国最低。未来电力行业新增大型机组要求全部采用空气冷却技术,并针对现有循环系统的机组进一步实行工艺改造,可以较大幅度降低火电行业的单位产品取水量。b.钢铁工业:钢铁工业是山西省传统支柱行业,为全省经济发展做出了重大贡献。钢铁生产企业用水环节主要是工艺冷却水。目前,我国节水最好的钢铁联合企业是上海宝钢公司,重复利用率96%~97%,吨钢取水量7~8m3,达到了国际先进水平。目前,全国综合水平重复利用率为80%,吨钢取水量40m3以上。全省钢铁行业中,虽然太原钢铁公司是节水先进企业,用水重复利用率约90%,但由于工艺设备比较落后,万元产值取水量高出上海宝钢2.5倍。全省钢铁企业整体用水水平偏低,节水潜力较大。c.化学工业:山西省的化学工业以传统的化肥和基本化工原料生产为主。由于行业内节水工作起步较早,全省化工企业万元产值取水量低于全国平均值,冷却水循环利用率较高,但化工行业工艺技术装备水平和国内先进水平相比仍有较大的差距,其潜力主要在工艺装备水平的提升上。同时,化工行业在污水处理综合利用方面也有较大潜力。d.煤炭工业:煤炭行业生产用水,主要集中于采煤降尘、综采机组冷却、地面场地洒水、洗煤用水和矿区辅助生产用水等方面,大多可使用劣质水。目前煤炭生产用水还大量使用新鲜地下水资源,而采煤过程排出的矿井水大量直接排放,造成严重的水资源浪费。e.机械工业:全国机械工业用水现状调查结果反映出不同机械类别的取水量差异较大,其中:汽车、包装机械、电工电器、仪表、工程机械等生产单位的万元产值取水量较低,通用机械、民用机械取水量较高。机械行业用水主要在表面处理、清洗、能源供应和冷却等方面。山西省现状机械工业万元产值取水量低于全国平均水平,主要原因是机械行业用水集中于规模较大的企业,用水效率较高,但和国内先进水平及发达国家相比,机械行业技术水平仍有很大差距。反映在用水上,节水潜力约在30%以上。机械行业生产工艺改造的节水潜力不大,主要潜力在提高废水综合利用率,减少无计划用水和跑、冒、滴、漏等方面。3.2.2不同行业年节水潜力分析通过采用现状年与各水平年节水指标的对比、分析,本文提出2010年、2020年及2030年全省及电力工业、一般工业与农村工业节水潜力。3.2.2.节水指标的确定a.电力工业:根据《全国节水规划纲要》及《山西省用水定额》,以百万千瓦装机流量作为控制指标,确定各水平年的节水指标。确定原则:①生产规模小于30万kW机组,百万千瓦装机流量节水目标为1.0m3/(s·GW),生产规模大于30万kW机组,百万千瓦装机流量节水目标为0.8m3/(s·GW);②对于娘子关电厂现有直流排放机组,要求2010年前全部改造为空气冷却机组。根据上述节水指标确定原则,全省电力工业百万千瓦装机流量将由现状年的1.21m3/(s·GW)降为2010年的0.78m3/(s·GW)、2020年的0.76m3/(s·GW)及2030年的0.76m3/(s·GW)。b.一般工业:①2010年节水指标的确定。根据全省工业用水复用率历年变化情况(复用率缓慢上升),考虑未来年份“节水难度逐渐增大,节水潜力将逐渐变小”这一发展趋势,参考《全国节水规划纲要》与《中国城市节水2010年技术进步发展规划》以及海河流域、黄河流域有关节水研究成果,在各市地现状用水复用率的基础上并充分考虑当地工业结构、用水节水水平以及经济发展状况,确定出不同水平年较为合理的用水复用率,最终采用“复用率提高法”提出不同水平年全省及各市地一般工业万元产值取水量。不同水平年用水复用率的确定遵循以下三个原则:参考国内外较为先进的用水指标,通常,一般工业用水复用率为65%~85%;充分考虑当地工业结构、现有用水节水工艺和设备水平以及经济发展状况;考虑当地工业用水总量中占主导程度的重点用水企业的用水特点。②2020年、2030年节水指标的确定。一般工业在短期内通过提高复用率尚可有效挖掘节水潜力,但考虑到中、远期工业企业将不断调整其产品结构,主要依靠改革工艺和设备提高节水水平,采用复用率提高法可能产生较大误差,故2020年和2030年直接采用万元产值取水量递减法确定其节水水平。根据历年万元产值取水量变化趋势,并参考省内外有关资料,全省2020年、2030年各水平年间万元产值取水量递减率确定为1.0%及0.95%。c.农村工业:对于农村工业,由于大多生产不稳定,取水量变化大,现有节水措施多数运转不正常,为此,各水平年均采用万元产值取水量递减率法确定其节水水平。虽然农村工业由于不征收水资源费,职工节水意识淡薄,大多企业工艺、设备落后,现状用水中依然存在用水不合理和跑、冒、滴、漏等浪费现象,但考虑到农村工业企业大多只重视经济效益,确保生产必需的用水,而往往忽略了职工必须的工作环境、卫生保健及安全保护等方面用水,因而许多企业尚处于“饥饿”供水状态。故从节水的角度考虑,采用的万元产值取水量年均递减率较小。全省2010年、2020年及2030年各水平年间万元产值取水量递减率分别为1.2%、0.90%及0.60%。3.2.2.节水潜力特征分析不同发展阶段电力工业、一般工业与农村工业节水潜力计算结果详见表2。全省2000~2010年工业节水潜力为24852.9万m3,占现状年工业总取水量的18.4%,2010~2020年及2020~2030年节水潜力依次为8578.6万m3及6144.2万m3,分别占现状年工业总取水量的6.4%及4.6%。至2030年,全省工业累计节水潜力39575.6万m3,占工业总取水量的29.4%,其中:电力工业节水潜力15161.5万m3,一般工业节水潜力17112.9万m3,农村工业节水潜力7301.3万m3。可以看出,节水潜力主要集中在电力工业与一般工业。从行政分区来看,节水潜力主要集中在太原市、大同市、阳泉市、朔州市、临汾市及运城市。2000~2010年这六个市节水潜力为21591.5万m3,占全省工业节水潜力的86.9%。4安全对策4.1规范企业发展,节约水资源量a.积极做好节水宣传教育工作。充分利用电视、广播、报刊、互联网等多种工具和方式,面向全社会广泛宣传节水的重要意义、节水的长期性和紧迫性、节水知识、节水政策及有关法规。b.加快节水法规的制定工作。为认真贯彻《水法》,强化全省工业节水管理,必须尽快出台《山西省节约用水管理办法》。c.加强水平衡测试工作。水平衡测试工作是评价工业用水水平、加强工业用水科学管理和搞好节水工作的基础和必要手段。水资源管理部门应每隔3~5a在全省范围内对年取水量在百万立方米以上工业企业进行一次水平衡测试工作。d.加强装表计量。各级水资源管理部门及工业企业,要制定装表计划,落实到用水户,按期完成装表任务;新建厂矿企业,要把安装水表作为竣工验收条件之一,否则不予列入供水计划;对仍实行包费制的单位,应责令其限期取消,对到期仍未取消的应处以重罚,直到取消包费制为止。e.计划供水的同时要做到节奖超罚。各市地要根据当地实际情况,制定出工矿企业的用水标准,实行计划供水,分月、季、年下达用水指标,按期实行用水定额考核,做到节奖超罚。对于超计划超定额用水,其超额部分除按累进制加价收费外,还要责令其限期采取节水措施,减小取水量,否则限制供水量或停供。f.实行科学、合理的用水定额考核制度。应在完成用水定额制定工作的基础上,尽快制定出《推行用水定额考核的实施细则》,建立省、市(地)、县三级管理网,对各用水户进行考核,通过考核将山西省的用水节水工作推向一个新的高潮。g.调整收费标准。为促进节约用水,应根据不低于节水成本的原则,适时、适地、适度地调整用水收费标准,逐步建立激励节水的水价体制。h.加大节水的投资力度。在加大节水项目投入的同时,还要从水源建设基金、水资源费、矿山排水费、新水源建设基金、市政建设供水费、排水费、环保部门征收的排污费等项收费中划拨一部分用于节水项目的建设和建立节水技术发展基金。i.管理上实行“三同时”。对于新、扩、改建企业,特别是高耗水工业项目,要建立并实行“三同时”、“四到位”制度,即建设项目的主体工程与节水措施同时设计、同时施工、同时投入使用;取水用水单位必须做到用水计划到位、节水目标到位、节水措施到位、管水制度到位。j.合理调整工业布局和结构。为缓解山西省工业企业的水资源供需矛盾,新建工矿企业在布局选点时,应充分考虑到全省水资源分布和开发利用在地区间不平衡的特点,扬长避短,近水建厂。在水资源紧缺的工矿区,应严格控制耗水量大的工业发展,新建工业企业应尽量安排