地下水超采区典型企业节水措施与压采成效

陈华伟 ，夏永发 ，傅世东

（1.山东省水利科学研究院，山东 济南 250014；2.山东省水资源与水环境重点实验室，山东 济南 250014；3.山东省水利厅，山东 济南 250014）

山东省自实施地下水超采区综合治理以来，采取“控采限量、节水压减、水源置换、修复补源”综合整治措施，实施节水行动、拓展供水水源，压减超采区地下水开采，修复超采区地下水生态环境。特别是针对城市用水引发的地下水超采问题，重点实施工业、生活全方位节水开源，在大力提高用水效率、严格控制用水增长的基础上，充分利用南水北调东线引江水、当地地表水、再生水及其有关的其它替代水源，压减并置换地下水开采，解决城区的地下水超采问题。本文以位于寿光市的山东晨鸣纸业集团股份有限公司为例，分析典型企业采取水源置换和节水技改措施对于地下水压采的正效应。

山东晨鸣纸业集团股份有限公司是以育林、制浆、造纸为主业的大型企业集团，总部位于山东省寿光市。该集团年纸品生产能力245.7 万t，年制浆生产能力143.1 万t，年外购商品浆132.7万t。近年来，结合寿光市地下水超采区综合治理要求和地表水综合利用规划，企业不断加大节水投入、提升节水管理水平，充分利用弥河水、南水北调长江水和再生水，逐年降低地下水开采量，实现了局部地下水位逐年回升。

1 水源置换工程建设及运行情况

1.1 弥河水取水工程

为解决制约企业发展的水资源“瓶颈”，晨鸣纸业于2005 年投资8 000 余万元建成设计能力为15 万m3/d 的弥河引水工程。本工程由给水处理厂、送水管道工程、供电工程和分水系统组成。给水处理厂占地面积17 000 m2，对弥河地表水进行加药反应、絮凝、深沉、过滤、杀菌等工艺处理，经处理后的弥河水，完全满足造纸用水要求。供水管道工程管道总长11 km，直径1 400 mm。供电工程线路全长4.5 km，双电源供电。分水系统供送至寿光晨鸣本埠各工厂供水站，再分别供向各生产工厂，用于抄纸、制浆生产使用。

1.2 南水北调长江水利用工程

寿光市于2016 年率先在全省范围内实施区域综合水价改革，优化客水和当地地表水配置，晨鸣集团、鲁丽集团以及工业园区企业等执行统一原水价格。晨鸣集团通过南水北调东线一期山东省寿光市续建配套工程润圣水务管道调水工程南供水区晨鸣供水管线，取用双王城水库长江水作为工业用水，与弥河地表水、再生水及地下水进行掺混处理后供各生产项目用水。

1.3 废水深度处理及再生水回用工程

1）造纸废水深度处理工程。2009 年7 月，投资近4 000 万元建成4 万m3/d 造纸废水深度处理工程。目前，回用水水质达到pH6～9、CODcr≤60 mg/L、BOD5≤20 mg/L、SS≤25 mg/L、NH3-N≤5 mg/L，目前再生水回用率达到35%。

2）第二污水处理厂6 万m3/d 深度处理工程。2011 年，投资1.9 亿元对原第二污水处理厂的污水处理设施进行升级改造，新建6 万m3/d 中水回用工程。目前部分废水经深度处理后出水水质已达标，回用于生产线，其余达到寿光市城市污水处理厂接纳标准（CODcr＜300 mg/L）后排入城市污水处理厂，使污水治理工程效率得到提高，降低能耗及成本。该工程目前日回用量达2 万m3/d，极大削减外排废水中的污染物排放量，节约了新鲜水的使用量，改善了当地水环境。

3）8 万 m3/d 膜处理中水回用工程。2018 年，投资4 亿元建设8 万m3/d 膜处理中水回用工程。该工程设计日处理中水8 万m3/d，处理后水质指标TDS≤300 mg/L，Cl-≤200 mg/L，总硬度≤5 mg/L，供水量可达5.6 万m3/d。该项目能够为寿光晨鸣制浆造纸生产线提供再生水量1 904 万m3/a。

2 节水技改和管理措施

2.1 节水技改措施

企业全面推行清洁生产、节能减排和资源综合利用技术，不断加强节水技术改造，应用国家鼓励的造纸行业节水工艺、技术和装备，逐步淘汰取水耗水量较高的落后产能，积极落实节水“三同时”制度，持续提高水资源利用效率和效益。

1）纸机白水多圆盘分级与循环利用系统。利用多圆盘白水过滤机将白水分为浊白水、清白水和超清白水，清白水和超清白水直接用于造纸机的生产用水，使水得到封闭循环使用，降低造纸耗水量，减少白水排放的污染负担，回收的纤维回用于造纸机造纸。随着新项目的建设，公司陆续投资5 000 余万元在寿光本部各工厂配套建设安装了进口多圆盘过滤机、白水塔、气浮、净水装置等节水设施，对纸机产生的白水处理后回用，实现了机内白水循环使用，节约新鲜水使用量，白水循环利用率达到91%以上。

2）分质梯级利用节水技术。实施了分质、分量、分工序、分工艺用水的“一水多用”节水方案，针对不同水质采取分系统逐级闭路循环，高一级水质循环系统向低一级系统串级补水，最大限度地进行循环利用，取得了明显成效。一是采用先进的制浆工艺，减少纤维资源消耗，提高浆得率；减少制浆纤维损失，制浆化学品封闭循环使用；节能，提高能源自给率。二是采用节水型工艺和设备浆料的洗涤和筛选系统尽可能在较高的浓度下进行，从而降低了用水量；浆料的洗涤采用逆流洗涤工艺，不仅减少用水量同时得到较高浓度的黑液；漂白后浆料的洗涤亦是采用逆流洗涤工艺，即后段的滤液用于前一段的漂后洗涤，减少用水量。三是加强生产工艺内部循环水回收利用，提高生产系统内水的重复利用率。化学浆车间采用碱回收车间的回收温水和造纸白水，最大限度减少新鲜水取用量。通过以上措施，实现化学制浆每吨成品的清水综合消耗降至20 m3/t（包括备料、制浆、碱回收系统），达到造纸行业国际先进用水水平。

3）滤池反冲洗系统。弥河水厂针对生物滤池和沉淀池频繁排泥造成的水资源浪费问题，为保证水的混凝过程和泥水分离过程，降低制水成本并保证出水水质，通过监测絮凝池排泥周期变化对沉淀池出水浊度的影响，分析不同排泥周期排泥水的含固率变化过程，动态优化絮凝池排泥周期并提出吸泥机的优化运行方式，确定合理的滤池冲洗时间和强度以及运行周期，以减少无效的冲洗过程。针对长时间、大强度反冲洗造成的冲洗水浪费、滤料流失、承托层破坏等问题，通过监测滤池运行过程中出水浊度变化及反冲洗水浊度变化，优化反冲洗强度和历时反冲洗水进入沉淀池，实现了上清液的循环利用。

2.2 节水管理措施

1）建立节水组织机构，设置节水管理部门。公司设置了集团生产副总为组长、各工厂负责人为成员的节水管理领导小组，下设节水节能管理办公室，设置节水管理岗位，各工厂设节水管理员，形成了集团、工厂、车间三级节水管理网络。公司每月定期召开节水调度会议，对节水工作进行总结研究部署。同时公司设供水车间，负责公司具体节水工作，定期组织水平衡测试，建立健全原始记录和统计台帐，维护节水设施的正常运行。

2）健全用水管理制度，加强用水考核力度。明确企业节水管理相关部门职责，从生产工艺、技术装备、计量监测入手，持续推进水资源消耗的精细化管理和环节控制。修定完善了《原水耗用考核管理规定》，对用水单位下达考核目标，对原水进行定额管理，每周下发原水使用考核管理通报，节奖超罚，直接考核各生产项目的主要负责人，使原水用量显著减少，极大地缓解了水资源紧张的状况。

3）持续推行清洁生产，并进行科学的规划。定期开展物料平衡测试、能量平衡测试、水平衡测试、用水效率评估，严格用水定额管理，降低单位产品水耗，大力提升用水效率。科学制定节水目标和工作任务，通过实施节水技术改造、工业水循环利用和污水处理回用及雨水集蓄利用等系列节水挖潜工程，将节水贯穿到各类项目内部管理和生产经营的全过程，实现节能、节水、减排、增效目标。

3 水源置换和节水压采成效

自2016 年寿光市全面实施地下水超采区综合治理以来，根据《山东省地下水超采区综合整治实施方案》《潍坊市地下水超采区综合整治实施方案》及寿光市地下水超采区综合治理年度实施方案等相关要求，晨鸣集团通过地表水源置换、加大再生水利用和节水升级改造，各类生产项目优先利用当地地表水、区域外调水和再生水，有效减少了地下水开采和局部地下水位逐年回升。截至2019 年底，南水北调长江水利用量较2016 年增加1 400 万m3，再生水利用量扩大至907 万m3/a，关停自备井 35 眼（井深 160 m），地下水压采量达827 万m3/a，占寿光市浅层地下水压采目标的27.6%，局部地下水位回升幅度达到3.9 m。