孫 晶

(遼寧省鐵嶺市水利工程規(guī)劃設(shè)計技術(shù)審核中心，遼寧 鐵嶺112608)

鞍山市位于遼東半島中部，東北與遼陽縣毗鄰。全市總面積9 252 km2，總?cè)丝?39.6萬人。其中市區(qū)面積 624 km2，人口 145.6 萬人。

鞍山交通便利，境內(nèi)辟有長大鐵路、海溝鐵路、海岫鐵路、哈大公路、沈大高速公路以及鞍山至北京、佛山和惠州的空中航線，并開通了鞍山至北京的始發(fā)列車。

1 水資源狀況

鞍山市多年平均降水量71.58億 m3，地表水資源量24.86億 m3，水資源總量28.64億 m3。多年平均地下水資源量10.92億 m3，可開采量6.58億 m3。人均占有水資源量825 m3，為全國人均占有水資源量的1/3。鞍山市降水時空分布不均，降水主要集中在汛期，5－8月降水量占全年降水量的75% ～85%，降水量年變差系數(shù)0.20。

鞍山市城區(qū)多年平均降水量4.57億 m3，地表水資源量1.05 億 m3，水資源總量 1.38 億 m3。

鞍山市共有大中小河流40余條，其中6條大型河流為遼河、渾河、太子河、繞陽河、大遼河、大洋河;中型河流為哨子河和海城河。

2 水環(huán)境狀況

2.1 廢污水排放量

2007年鞍山城區(qū)入河廢污水排放總量為2.01億 t。其中南沙河排放6 130萬 t、楊柳河排放2 931萬 t、運糧河排放11 038萬 t。海城市入河廢污水排放總量為3 792萬 t，其中海城河1 804萬 t，五道河1 988萬 t。

2.2 主要污染物排放量

2007年鞍山城區(qū)入河污染物排放總量為26.7萬 t，主要污染物為懸浮物24.0萬 t、化學(xué)需氧量1.45萬 t、生化需氧量1.02萬 t、氨氮0.23萬 t。海城市入河污染物排放總量為1.91萬 t，主要污染物為化學(xué)需氧量 0.80萬 t、懸浮物 0.70萬 t、生化需氧量 0.35 萬 t、氨氮 0.06 萬 t。

2.3 地表水水質(zhì)

2007年對區(qū)域內(nèi)的遼河、渾河、太子河、大遼河、楊柳河、南沙河、運糧河等主要河流的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838－2002)進行評價。

遼河六間房水文站斷面、渾河對坨子水質(zhì)監(jiān)測斷面、太子河小河口、小姐廟水質(zhì)監(jiān)測斷面、唐馬寨～小河口段、小河口～小姐廟段、大遼河三岔河水文站斷面等斷面水質(zhì)，全年評價均為為Ⅴ類及劣Ⅴ類水質(zhì)，主要污染物為化學(xué)需氧量、生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、揮發(fā)酚等。

2.4 水資源利用

2005年鞍山市年供水量12.098 9億 m3(不含污水處理回用量)。其中地表水(蓄、引、提)供水量3.323 4億 m3，占總供水量的27%;地下水源供水量8.775 5億 m3，占73%。

2005年鞍山市年用水量12.098 9億 m3，與供水量相持平。其中農(nóng)業(yè)灌溉用水 7.374 9億 m3，占總用水量的61.0%;工業(yè)用水 2.578 9億 m3，占總用水量的 21.3%;城鎮(zhèn)公共用水0.488 0億 m3，占總用水量的4.0%;城鎮(zhèn)居民生活用水0.735 6億 m3，農(nóng)村生活用水0.429 9億 m3，分別占總用水量的 6.1%、3.6%;生態(tài)環(huán)境用水 0.135 7億 m3，占總用水量的1.1%;林牧漁畜用水0.355 9億 m3，占總用水量的2.9%。

鞍山市城區(qū)供水主要由市政供水系統(tǒng)、鞍鋼供水系統(tǒng)和城市自備水源供水系統(tǒng)三大部分組成?，F(xiàn)狀年(2005年)鞍山市城區(qū)供水總量2.97億 m3。市政自來水1.22億 m3，其中工業(yè) 0.42億 m3，居民生活 0.45億 m3，城鎮(zhèn)公共用水0.35億 m3;鞍鋼企業(yè)用水1.71億 m3;城區(qū)自備水源0.04億 m3，其中地?zé)崴?0.006億 m3。在 2.97億 m3總供水量中，市政供水系統(tǒng)境內(nèi)地下水源供水0.31億 m3，境外地下水0.38億 m3，境外地表水0.52億 m3;鞍鋼供水全部為境外客水，其中地下水1.51億 m3，地表水0.20億 m3。鞍山城市城區(qū)供水的87.9%，為境外客水。

2.5 水資源開發(fā)利用存在的主要問題

2.5.1 水資源短缺

鞍山市水資源人均占有量825 m3，遠低于全國的2 200 m3，屬資源型缺水地區(qū)。水資源的主要問題一方面是資源總量有限，時空分布不均，開發(fā)利用率低，87.9%的用水由周邊市地提供。另一方面是城市供水基礎(chǔ)設(shè)施老化，管網(wǎng)漏失率高達27%，加劇了水的供需矛盾。

2.5.2 地下水超采嚴重

鞍山市地下水水源地超采，造成地下水水位下降，部分地區(qū)形成降落漏斗，隨著地下水保護行動的開展，地下水超采將逐步得到緩解，降落漏斗區(qū)域面積將逐步減少。

2.5.3 水污染嚴重

2005年鞍山城區(qū)廢污水排放總量為2.17億 t，其中南沙河排放6 597萬 t、楊柳河排放3 420萬 t、運糧河排放11 679萬 t，無論枯、豐水期水質(zhì)均為劣Ⅴ類，地表水污染又導(dǎo)致地下水質(zhì)惡化，水污染有從城市向農(nóng)村、從上游向下游蔓延的趨勢。特別是楊柳河、運糧河沿岸水質(zhì)越來越差，給城市供水安全造成嚴重威脅，治污任務(wù)迫切而艱巨。

3 取用水量合理性分析

3.1 取水合理性分析

為緩解鞍山市集中供熱供需矛盾以及鞍山周邊用電緊張局面，鞍山市制定了《鞍山市城市熱電發(fā)展總體規(guī)劃》，規(guī)劃新建國電鞍山熱電廠，項目總裝機容量為4×300 MW，屬于我國近期重點鼓勵發(fā)展產(chǎn)業(yè)。根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會發(fā)改能源『2004』864號《國家發(fā)展和改革委員會關(guān)于燃煤電站項目規(guī)劃和建設(shè)有關(guān)要求的通知》，在北方缺水地區(qū)，新建、擴建電廠禁止取用地下水，嚴格控制使用地表水，鼓勵用城市污水處理廠的再生水或其他廢水。所以選擇城市污水處理廠“再生水”作為生產(chǎn)用水主水源，符合項目所在地水資源狀況、國家現(xiàn)行政策和未來發(fā)展需要，主水源選擇合理。

3.2 用水合理性分析

3.2.1 裝機方案

本期裝機方案采用2×300 MW燃煤亞臨界機組，規(guī)劃容量按4×300 MW機組考慮。

3.2.2 用水結(jié)構(gòu)

1)生產(chǎn)給水系統(tǒng)

主要包括循環(huán)水補水、鍋爐補水及熱網(wǎng)補水等，主要由鞍山第二污水處理廠供給。

根據(jù)電廠初可研報告，電廠本期供水系統(tǒng)采用以自然通風(fēng)冷卻塔為冷卻設(shè)備的擴大單元制循環(huán)供水系統(tǒng)。每臺機組配1座自然通風(fēng)冷卻塔，1條壓力進水管，1條壓力排水管，設(shè)2臺循環(huán)水泵，2臺汽輪機組在冷卻塔前合建1座循環(huán)水泵房，每座冷卻塔至循環(huán)水泵房段采用2條回水溝?？紤]到運行及檢修的靈活性以及冷卻塔在冬季防凍的要求，在2臺機組循環(huán)水進水管上及排水管上設(shè)聯(lián)絡(luò)管，2座冷卻塔水池之間設(shè)聯(lián)絡(luò)溝，在循環(huán)水排水管上設(shè)有一條通往冷卻塔貯水池的旁路管。

循環(huán)水由冷卻塔經(jīng)循環(huán)水溝、平板濾網(wǎng)井、進入吸水井，由設(shè)在循環(huán)水泵房內(nèi)的循環(huán)水泵提升后經(jīng)壓力管道送入凝汽器，熱交換后，再由循環(huán)水壓力管道送入冷卻塔冷卻進行冷卻。

2)服務(wù)水系統(tǒng)

為了節(jié)約用水，將廠內(nèi)各用水點用后能夠再利用的排水收集起來，供廠內(nèi)地面沖洗，噴灑等用水，廠內(nèi)設(shè)有二套服務(wù)水系統(tǒng)。

3.2.3 用水量

1)生產(chǎn)取水量

根據(jù)《國電鞍山熱電廠新建工程可行性研究報告》及水平衡圖，本期2×300 MW機組夏季平均補給水量為1 577.22 m3/h，冬季平均補給水量為 997.10 m3/h。夏季按214 d，冬季按151 d計算，機組年運行7 000 h，加權(quán)計算夏季補水量647.31萬 m3，冬季補水量288.75萬 m3，全年補給水量約為936.06萬 m3。表1，表2分別列出2×300 MW 機組夏季和冬季的各項補給水量。

2)生活取水量

生活用水量2.79 m3/h，全年生活需水量2.44萬 m3。

3.2.4 用水量合理性分析

1)單位產(chǎn)品取水量

發(fā)電年取水量938.5萬 m3，全年發(fā)電量33億度。

單位發(fā)電取水量 =938.5×104/(33×108)=28.4 m3/104kw·h

根據(jù)《取水定額第1部分:火力發(fā)電》(GB/T18916.1－2002)規(guī)定:單位發(fā)電取水量不超過38.4 m3/104kw·h，該工程單位發(fā)電取水量符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

2)裝機取水量

建設(shè)項目2×300 MW機組夏季設(shè)計發(fā)電取水消耗量1 577.22 m3/h，機組設(shè)計額定總發(fā)電裝機容量為600×10－3GW。

夏季裝機取水量為 =1577.22/(0.6 ×3 600)=0.73 m3/(s·GW)

3)冷卻循環(huán)水利用率

建設(shè)項目2×300 MW機組設(shè)計冷卻系統(tǒng)夏季循環(huán)水量68 028 m3/h，冷卻循環(huán)系統(tǒng)總用水量為 69 325.22 m3/h，設(shè)計冷卻系統(tǒng)水的循環(huán)利用率夏季98.1%;冬季循環(huán)水量33 458 m3/h，冷卻循環(huán)系統(tǒng)總用水量為34 195.1 m3/h，設(shè)計冷卻系統(tǒng)水的循環(huán)利用率冬季97.8%。全年設(shè)計冷卻系統(tǒng)水的循環(huán)利用率，符合我國一類城市冷卻水循環(huán)利用率2010年達到95～97%的指標(biāo)要求。

4)全廠復(fù)用率

工程設(shè)計夏季全廠復(fù)用水量68 506.30 m3/h，夏季總用水量69 608.01 m3/h;冬季全廠復(fù)用水量34 122.34 m3/h，冬季總用水量34 457.89 m3/h

夏季全廠復(fù)用率 =68506.30/69608.01×100% =98.4%

冬季全廠復(fù)用率 =34122.34/34457.89×100% =99.0%

5)生活用水

根據(jù)“可行性研究報告”和水平衡圖，電廠生活用水取水量2.79 m3/h，工程定員234人，每日每人平均取水量286.15 L。生活水量主要是飲用、洗滌、沖洗、淋浴、食堂等，人均生活用水量高于《遼寧省行業(yè)用水定額》城鎮(zhèn)用水量150 L/人·d。

3.3 污水處理設(shè)施

本工程在廠內(nèi)新建如下生產(chǎn)、生活污水處理設(shè)施:

3.3.1 生活污水處理站

廠內(nèi)建有1座生活污水處理站，生活污水處理站內(nèi)設(shè)有1套一體化生活污水處理設(shè)施，包括沉淀、曝氣、澄清、消毒等設(shè)施，并設(shè)有排水泵，經(jīng)過化糞池初步處理后的生活排水再經(jīng)過生活污水處理站處理后夏季回用，冬季外排。

3.3.2 工業(yè)廢水處理站

廠內(nèi)建有1座工業(yè)廢水處理站，室內(nèi)設(shè)有沉淀池、空氣曝氣裝置、羅茨鼓風(fēng)機、廢水提升泵、氣浮設(shè)備、自動反沖洗過濾器、過濾水泵、污泥脫水機、污泥泵、消毒裝置、油水分離器、鋼帶式刮油機等設(shè)施，廠內(nèi)部分工業(yè)排水，經(jīng)過工業(yè)廢水處理站處理后回用。

3.3.3 煤塵水處理室

廠內(nèi)建有1座煤塵水處理室，室內(nèi)設(shè)有沉淀池、水泵、凈水器、刮泥機、抓斗起重機等，經(jīng)處理后的排水排入服務(wù)水調(diào)節(jié)池內(nèi)，供重復(fù)利用。

3.3.4 鍋爐排污降溫池

廠內(nèi)建有1座鍋爐排污降溫池，鍋爐排水排入鍋爐排污降溫池內(nèi)，與循環(huán)水混合，水溫降至不超過40℃后，通過水泵排入循環(huán)水溝內(nèi)，作為循環(huán)水系統(tǒng)的補水。

3.3.5 脫硫廢水處理設(shè)施

本工程脫硫裝置排出一定量的廢水，脫硫廢水的水質(zhì)和水量由脫硫工藝、煙氣成分、灰及吸附劑等多種因素確定。廢水中的雜質(zhì)除了大量的可溶性氯化鈣(CaCl2)之外，還包括:氟化物、亞硝酸鹽及重金屬離子如砷、鉛、鎘、鉻離子等，還有不可溶的硫酸鈣及細塵等。脫硫廢水中主要的超標(biāo)項目是懸浮物、pH值、汞、銅等多種屬于第一類污染物的重金屬離子，必須經(jīng)過處理后達到排放標(biāo)準(zhǔn)才能回用。

3.4 節(jié)水措施

根據(jù)電廠各用水點的水量和水質(zhì)要求，對電廠的排水進行不同方式的處理后，分梯級重復(fù)利用。

(1)全廠的工業(yè)用水采用污水處理廠排放的“中水”;

(2)凝汽器冷卻用水采用二次循環(huán)冷卻系統(tǒng)，自然通風(fēng)冷卻塔內(nèi)設(shè)除水器，減少風(fēng)吹損失;

(3)除灰渣系統(tǒng)采用干式除灰方式，排水循環(huán)使用，可大大降低了電廠耗水率;

(4)鍋爐排污水，經(jīng)鍋爐排污降溫池冷卻后，作為循環(huán)水系統(tǒng)的補充水;

(5)生活污水在生活污水處理站內(nèi)經(jīng)過二級生化處理合格后，用于廠區(qū)綠化、美化環(huán)境用水;

(6)部分循環(huán)水系統(tǒng)排水用于化學(xué)系統(tǒng)、運煤系統(tǒng)沖洗及灰渣加濕等用水;

(7)運煤系統(tǒng)沖洗廢水，由水泵回收至煤塵水處理室，經(jīng)過煤塵水處理設(shè)施處理后，重復(fù)利用;

(8)各種水箱水池均設(shè)有液位控制裝置，避免水箱及水池的溢流。

(9)加強水務(wù)管理，在各供水系統(tǒng)的出水干管及主要用水支管上安裝水量計量裝置，并設(shè)調(diào)節(jié)和控制流量的裝置，根據(jù)用水的需要量調(diào)整供水量，避免浪費。

3.5 合理取用水量

生活用水偏高，按《遼寧省行業(yè)用水定額》，核減至每小時用水量為1.4 m3，即每天生活最大用水33.6 m3。最后核定該項目合理用水量夏季為1 578.62 m3/h，冬季為998.50 m3/h，則日最大取水量為3.79萬 m3，年耗水量為937.28萬m3。

4 結(jié)論與建議

4.1 取用水的合理性

4.1.1 取水合理性

根據(jù)鞍山市水資源狀況及其供水工程狀況，新建工程對水量和水質(zhì)的不同要求、國家產(chǎn)業(yè)政策，選取鞍山西部第二污水處理廠“中水”，作為生產(chǎn)主水源;根據(jù)《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范要求》，選取鞍山市市政自來水作為生產(chǎn)備用水源和生活用水。水源選取符合當(dāng)?shù)厮Y源狀況、水資源開發(fā)利用狀況以及國家現(xiàn)行產(chǎn)業(yè)政策，水源選擇合理。

4.1.2 用水合理性

通過對本項目生產(chǎn)用水指標(biāo)分析，生產(chǎn)用水指標(biāo)均符合國家現(xiàn)行用水標(biāo)準(zhǔn)。單位發(fā)電取水量為28.4 m3/104kw·h，裝機取水量為裝機取水量為0.73 m3/(s·GW)，符合國家《取水定額第1部分:火力發(fā)電》單位發(fā)電取水量不超過38.4 m3/104kw·h標(biāo)準(zhǔn)、裝機取水量不宜超0.8 m3/s·GW標(biāo)準(zhǔn);電廠生活設(shè)計取水量2.79 m3/h，平均每人每日取水量286 L，定額偏大，鞍山地區(qū)屬缺水地區(qū)，生活用水量應(yīng)核減至每小時用水量為1.4 m3。

4.2 取水水源的可靠性與可行性

4.2.1 生產(chǎn)主水源可靠性

1)生產(chǎn)主水源水量可靠性

由于鞍山市西部第二污水處理廠二期工程尚未運行，污水處理損失按20%計算則，現(xiàn)狀污水處理廠可供“中水”水量7.04萬 m3/d，滿足項目對“中水”最大3.79萬 m3/d的需求。

隨著鞍山市工業(yè)和城市生活水平的提高，污水收集范圍內(nèi)供水量將不斷增加，鞍山市西部第二污水處理廠污水來量也會相應(yīng)增大，電廠一期工程用水保證程度將會提高，完全可以保障電廠生產(chǎn)用水。

2)生產(chǎn)主水源水質(zhì)可靠性

據(jù)遼寧省水環(huán)境監(jiān)測中心鞍山分中心2008年8月對鞍山市西部第二污水處理廠出水的監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》(GB50335－2002)中的循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水水質(zhì)要求進行評價。

目前鞍山市西部第二污水處理廠出水水質(zhì)指標(biāo)仍不符合《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》(GB50335－2002)中的循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水水質(zhì)要求。其中超標(biāo)項目為五日生化需氧量、氨氮、懸浮物等。

4.2.2 生活水源及備用水源可靠性

1)生產(chǎn)主水源水量可靠性

現(xiàn)狀市政自來水供水能力48.8萬 m3/d，年可供水量1.78億 m3，總用水量為1.218 7億m3?？紤]損失水量，市政自來水水源供水總量為 1.523 3億 m3，日供水 41.73萬m3/d，余水 0.256 7 億 m3，剩余供水能力 7.03 m3/d，滿足應(yīng)急日最大備用水量3.79萬 m3需求和生活用水需要。根據(jù)鞍山市供水工程狀況，2010年大伙房水庫二期輸水工程一步將向鞍山市供水，使鞍山市供水能力增加1.36億 m3。目前，“引細入湯”工程已開始供水，使湯河水庫向鞍山的供水能力增加15萬 m3/d，考慮供水水量損失，新增供水量0.47億 m3。除去減開采地下水超采地區(qū)(鐵西、西郊 、太平)地下水0.44億 m3，2010年新增供水水量1.83億 m3，加上現(xiàn)狀供水潛力0.256 7億 m3，設(shè)計水平年可利用水量1.65億 m3，新增供水能力45.1萬 m3/d。電廠年備用水量和生活用水水量分別為265.3和1.23萬 m3，緊占可利用水量的1.6%，可以滿足工程備用水量和生活用水需求。

2)生產(chǎn)主水源水質(zhì)可靠性

本工程采用鞍山市市政水源水作為全廠生產(chǎn)用水的備用水源。按照鞍山大趙臺水廠2008年5月份水質(zhì)檢驗結(jié)果，其水源水優(yōu)于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中要求的工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?？梢詽M足電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補水及基本滿足鍋爐補給水處理系統(tǒng)進水水質(zhì)的要求。

4.3 取退水影響及水資源保護措施

4.3.1 取水影響

建設(shè)項目生產(chǎn)主水源取水屬于污水再利用，有助于提高水的重復(fù)利用率，節(jié)約水資源。污水處理廠現(xiàn)沒有其它用戶，項目從污水處理廠取水符合設(shè)計。

生活水源和備用水源電廠取水量不大，用水時間較短，對水資源狀況及其他用水戶無不利影響。

4.3.2 退水影響

電廠廠區(qū)排水采用分流制，即生活污水排水系統(tǒng)、工業(yè)廢水排水系統(tǒng)及雨水排水系統(tǒng)。

本工程設(shè)置獨立的生活污水管網(wǎng)，各建筑物生活污水，通過廠內(nèi)的生活污水排水管網(wǎng)，排至電廠生活污水處理站。生活污水經(jīng)過沉淀、曝氣、澄清、消毒等工藝處理，達到國家現(xiàn)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)，夏季用于廠區(qū)綠化、美化環(huán)境，冬季排入規(guī)劃中的市政排水系統(tǒng)進入西部第二污水處理廠。因此不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。

部分冷卻循環(huán)排污水及化學(xué)水除鹽(離子交換、反滲透等)排污水經(jīng)處理后，達到二級排放標(biāo)準(zhǔn)，排入規(guī)劃中的市政排水系統(tǒng)進入西部第二污水處理廠，其它工業(yè)污水通過污水處理站處理后循環(huán)使用不外排。因此不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。

廠內(nèi)雨水包括各建筑物屋面、地面徑流雨水等，雨水通過設(shè)在道路上的雨水口排入雨水排水系統(tǒng)，排入市政排水系統(tǒng)。

4.3.3 水資源保護措施

做好煤場和灰場的防滲，以免滲漏造成對地下水水質(zhì)的污染;加強用水管理，提高節(jié)水意識，做好排污水水質(zhì)監(jiān)測工作，達標(biāo)后排放。

4.4 建議

(1)加強水質(zhì)監(jiān)測，使用水各環(huán)節(jié)水質(zhì)滿足設(shè)計要求。(2)電廠建成后，定期監(jiān)測灰場周邊地下水水質(zhì)狀況，防止地下水污染事故發(fā)生。

［1］李兵，馮謙誠，劉向華，等.造紙項目水資源論證取用水合理性分析［J］.南水北調(diào)與水利科技.2009(05).

［2］馮德友，呂寶華，謝大勇.建設(shè)項目取用水合理性分析［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報.2008(29).

［3］李化.阜蒙縣節(jié)水增糧項目取用水合理性分析［J］.黑龍江水利科技.2014(11).