优化系统给水排水平衡、筛选降低水耗工程方案

韩西海

一、目的和意义

　　企业是耗水大户。用水量的多少、水污染物排放量的增减不仅对本企业的综合经济效益产生重大影响，而且对缓解企业所在地区缺水矛盾、改善地表水环境状况有举足轻重的作用。目前国内企业用水和排水状况并不十分理想，吨产品排水量偏高，与水相关的费用在产品成本中所占的比例偏大，单位产品所排水污染物量也不低。这些指标不仅难以同世界先进水平相比，而且不同程度地造成水资源的极大浪费。
　　目前，各地单位用水排水费用逐渐迅速增加的趋势已成定局，就现有工艺而言，尽管会不断改进，但由于是多年的定型成熟工艺，不可能在短时间内出现革命性的进步，主工艺挖潜似乎难以在降低成本、提高效益方面发挥重要作用。在这种情况下作水的文章显然十分必要，仅从提高企业经济效益角度看，也会有事半功倍的效果。
　　优化系统给水排水平衡，筛选降低水耗的工程方案分二步进行，首先对企业给水排水系统和水处理系统的运行状况进行全面客观的调查、测试，摸清底数，然后通过技术经济分析，找出存在问题；其次，利用国内外的相关资料和必要的计算、测试、调查和比较，筛选出降低水耗的工程方案，确定出分步实施计划。这样既能以较小的代价换取最好的经济效果，也能保证进行科学的投资决策。

二、工作遵循的原则

1 对整个企业的主要装置进行用水优化
　　结合各厂的具体情况，抓大不放小。关键抓好重点耗水装置，优化循环水系统运行、提高给水系统水的利用率、降低污水处理负荷、实施全方位的优化。
2 尊重企业现状
　　用水优化的同时，充分考虑安全生产，做到万无一失，节水改造与安全生产相结合，投资和效益权衡优化。结合现场及企业的现有条件统筹规划分布实施。
3 坚持水的分质利用的原则
　　按照各类污水的原始水质进行分类治理回用，能提高水的利用率，减少待处理的污水量和污染物的排放量，从而为节水和降低处理费用、提高外排水的污染物合格率奠定基础。
4 采用科学态度，实事求是的原则。
5 采用资料分析与实测相结合、类比与现场调研相结合的原则。

三 工作内容

1 锅炉水系统
1.1给水排水节点调查
　　现场详细摸清锅炉给排水系统所有的节点，如离子交换冲洗水、锅炉排污水、电渗析或反渗透浓水等排放情况。以便为后续水回收方案提供有效参数。
1.2给水排水水质、水量调查及分析
　　从给水排水各节点入手，详细调查测试该部分的水质、水量，对调查测试结果做技术分析，做出给水排水平衡，找出耗水节点。
1.3锅炉给水处理系统运行状况分析
　　摸清除盐水系统（或软化水系统）运行状况、设备运行情况、水的利用率等，找出给水处理系统存在的问题，如过滤装置目前运行情况、是否导致水的浪费、需采取什么措施等。
　　例如: 给水处理浓水系统回用可考虑
　　·浓水仅仅含盐量高，无污染，因此经过滤处理和氧化消毒可回用于生活冲洗水而不会产生负面效应，代替自来水。仅此一项可节约新鲜水50-100m3/h（视各企业用水量大小变化）。
　　·进采暖系统。采暖是一个降温过程，能减缓水对管道和暖器设备的腐蚀、结垢。采暖补水耗量一般在30—50t/h，运行时间约为5个月，其余时间应考虑去向。浓水的处理方法同上。
1.4锅炉水系统运行状况调查与分析
　　对锅炉系统的蒸汽量、排污量、炉水含盐量、排污率进行调查，通过运行数据和测试数据来分析两个参数：质量的可靠性和水系统运行的经济性，找出锅炉系统存在问题，制订可靠的节能降耗方案。
1.5蒸汽用户调查与分析
　　企业蒸汽用量较大。由于历史原因和工艺设计要求，蒸汽使用节点较多，因此全面详细地调查蒸汽用户使用情况、分析冷凝液产生途径和质量，为蒸汽冷凝液回收提供理论和工程依据。
1.6蒸汽冷凝液回用方案及技术经济分析
　　例如:蒸汽冷凝液回用的技术措施可考虑
　　·建立必要的管线，为蒸汽冷凝液的回收创造条件；
　　·建立冷凝液回用处理设施。由于蒸汽用户被加热时，有可能出现渗漏的现象，带入杂质污染冷凝液，为此要采用水质监控设备，对受污染的冷凝液自动处理，达到进锅炉标准。
2 工艺水系统
　　通过以下几方面工作深入了解工艺过程水系统的情况，为制订工艺排水回用方案打下基础。工作内容如下:
2.1原料带入水去向分析与测试；
2.2工艺过程注入水（蒸汽）去向分析；
2.3工艺水水质水量平衡分析；
2.4制订工艺排水回用工程方案；
3 循环（直接）冷却水系统
　　通过以下工作对循环水系统水质情况、补水情况、外排水、泄露点等进行详细摸索，为节约循环水提供条件和数据。
3.1、循环冷却水用户调查及水量平衡；
3.2、循环冷却水系统运行状态调查与分析(包括以下内容)
3.2.1、浓缩倍数：
3.2.2、药剂类别：
3.2.3、处理成本：
3.2.4、冷却水侧设备腐蚀速度：
3.2.5、结垢或泥垢沉积速率：
3.2.6、泄露率：
3.2.7、排污率：
3.2.8、热负荷：
3.3、循环冷却水系统优化工程实施方案
4 污水处理系统
　　实现清污分流、分质处理是企业节能降耗的一条途径。通过对污水处理系统的调查与分析，摸清含油污水系统、含硫污水系统、含碱污水系统、雨水系统的基本情况，采取分级治理原则，各回其用，以最大限度的减少进入污水处理系统的污水量，与此同时，减轻污水处理负荷，提高外排污水达标率。
4.1、接纳水水质水量调查与分析；
4.2、排水水质水量统计分析；
4.3、各处理单元运行状态分析；
4.4、污水处理系统综合技术经济分析；
5 降低水耗的工程方案
　　在上述四个水系统全面研究的基础上，结合企业的发展规划，利用在污水处理方面业已积累的丰富经验和国内外相关资料，运用一些较实用的数学模型，通过技术和经济两方面的计算和对比分析，制订出符合企业实际的全厂降低水耗工程方案，包括具体分步实施的条件及效果。

四 工作方法

1 资料收集
　　收集国内外相同行业用水排水资料和污水、循环水以及锅炉水处理技术资料；收集企业原始设计中与水（或蒸汽）相关的资料；收集企业水系统长期运行过程中水质水量方面的数据和资料。
2 现场调查
　　在企业正常稳定生产的情况下，现场调查各用水排水点的水质水量；现场调查水处理设备（含锅炉）的运行情况；现场记录与水相关的流量数据；调查国内先进同类企业用水状况。
3 取样测试
　　对所有用水及排水水质均进行取样测试。测试项目一般为PH、COD、SS、总溶盐、总硬度、石油类等。具体那些项目视水样和水质定。采样次数1—3次，测试方法为国家相关标准方法。
4 水量水质衡算
　　利用分析测试数据、结合统计数据和设计数据对水质和水量进行平衡计算，必要时做能量平衡计算。
5 物料衡算
　　为验证测试数据和水量（或能量）平衡计算结果，结合计算和现场测试，必要时做局部物料衡算。
6 综合分析
　　运用必要的数学模型，以上述取得的数据和相关资料为基础，从投资、效益和技术指标等多方面综合分析和对比。
　　生活污水系统
　　各企业的生活用水量很大，一般均超出国家规定的特大型城市人均用水标准。所排放的这部分污水污染物单一，比较好处理，实施回用相对也比较容易。经深度处理后，一部分可用做生活和生产杂用，如冲厕用水、景观用水、洗车用水、消防用水、油罐喷淋用水、设备冲洗及试压等，一部分可用做生产用水，如循环水补水、水封水等。

附：采用该技术对某石化厂进行用水优化改造前后给水排水情况对比

改进前后主装置的给水排水状况对比