蓄电池企业水平衡测试和节水措施

林进钦

（佛山市顺德区节能协会， 广东 佛山 528300）

佛山市顺德区某蓄电池企业是一家成立20 多年的老企业， 年用水量超过20 万m3。 根据《佛山市节水实施方案（2016—2020）》和《佛山市实行最严格水资源管理制度考核方案》等文件要求， 该企业于2019 年7 月至10 月进行了水平衡测试， 对用水现状进行合理化分析， 找出用水管网和设施的泄漏点， 建立用水档案， 为制定用水定额和计划用水量指标提供了较准确的基础数据。

1 企业用水系统

企业厂区内的用水分为生产用水系统、 辅助生产用水系统、 生活用水系统。

（1） 生产用水系统。 生产用水包括产品用水、工序用水等。 其中产品用水指纯水制备以及电池电解液配制用水。 工序用水主要包括直接冷却水系统、 间接冷却水系统的用水， 以及清洗用水等。 直接冷却水系统用水包括铅带铸造机、 压延机的冷却用水、 固化室加湿器补水。 间接冷却水系统用水包括铅粉机、 合膏冷却、 铸板机、 部品车间成型机、组立线、 充电水槽、 化成干燥机等设备冷却用水。清洗用水包括拉网水洗机、 涂板洗机、 化成极板等设备水洗用水。

（2） 辅助生产用水系统。 辅助生产用水系统包括纯水制备系统（超滤及反渗透系统）、 污水处理站、 废气处理系统（湿式除尘）、 洗衣房等。

（3） 生活用水包括办公楼、 厂内食堂、 冲凉房等用水。

2 水平衡测试

2.1 测试内容

水平衡测试内容包括： ①企业水源的日供水量及水质； ②企业供水干支线的漏溢水量； ③企业重点用水工序的日取水量、 用水量、 耗水量及重复利用水量； ④企业办公、 后勤生活日取水量、 用水量、 排水量和耗水量。

2.2 水平衡体系的划分

按照生产用水系统、 辅助生产用水系统、 生活用水系统进行测试和确定水平衡体系。 由于生产比较稳定， 按照公司用水边界、 进出企业的水量及各种用水之间的关系， 建立水平衡模型图和平衡方程式。

2.3 测试方法、 时间、 设备

（1） 测试方法。 测试采用逐级平衡法［1］。 水平衡测试时企业正常生产， 测试的时段与生产周期一致。 根据不同的测试断面采用不同的测量方法， 如抄表法、 超声波流量测量法、 容积读秒法、 逐级比较分析法、 经验分析法等［2］。

（2） 测试时间。 水平衡测试分成2 个时段：

第一时段： 7 月1 日至31 日， 正常生产， 对全厂的水量进行测试， 包括对各系统进行测试， 掌握用水情况、 废水排放情况、 循环水数据。

第二时段： 10 月1 日至4 日， 全厂停产， 只有部分办公人员和保安留守， 对全厂公共区域及生产的主要用水设施进行漏水量测试。

（3） 测试设备。 手持式／便携式超声波流量计6 台， 型号为MIK－2000H， 精度为±1%， 流速范围为±32 m／s， 适用管径为15 ～6 000 mm。 工业温度计、 秒表、 皮尺、 量筒、 测厚仪。

3 水平衡测试结果及分析

测试期间水平衡如图1 所示。

（1） 从水平衡分析可知， 各工序进水量与全厂总进水量的差为14.95 m3／d， 相差3.14%， 在误差范围之内， 即漏损率为3.14%。

（2） 根据对厂区工业水平衡的测试系统可知，企业通过已实施的再生水利用管路改造、 再生水深度处理系统等节水方案建设， 企业水重复利用率为86.67%， 达到行业清洁生产评价指标体系的水重复利用率一级指标（85%）［3］的要求。

图1 测试期间水平衡Fig. 1 Water balance during the test

（3） 根据测试数据， 单位产品取水量为0.078 5 m3／kVAh。 对比行业清洁生产评价指标体系的单位产品用水量（起动型铅蓄电池）一级指标（0.08 m3／kVAh）［3］， 该企业单位产品取水量达到先进水平。

（4） 从生活系统水平衡可知， 测试期间职工人均生活日新水量为64.64 L／（人·d）。 通过对比DB 44／T 1461—2014《广东省用水定额》［4］只食不住员工日均用水为80 L／（人·d）可知， 该企业职工日用水均符合标准要求， 但办公生活等公共区域用水设施节水型器具占比较低， 建议更换节水器具， 降低生活用水量。

（5） 各用水系统中， 充电工序用水量较大， 占整体用水量为20.09%（具体见图2 所示）， 充电工序用水主要用于充电水槽冷却用水（包括充电注酸冷却、 充电过机冷却）。 经水平衡测试发现， 电池放进冷却水槽时， 水槽会溢流排入废水处理站， 增加废水处理站的废水处理量， 由于这部分水质较好， 建议可以收集重复利用。

图2 水平衡测试期间各系统用水情况Fig. 2 Water consumption of each system during water balance test

其次用水较多为化成工序， 占整体用水量的9.95%， 化成工序用水主要用于极板清洗用水、 化成水槽冷却用水、 干燥机冷却用水， 冷却水经循环冷却水塔冷却后回用。 而清洗水排入废水处理系统， 由于这部分水质比较单一， 建议可以增加净化循环系统进行再利用， 减少废水处理站负荷。

冲凉房用水占总用水量的8.99%。 冲凉房用水量超过大部分工序用水量， 员工用水没有节制， 导致水浪费现象比较多， 建议增加节水沐浴器， 强化管理。

废气治理设施用水占总用水量的7.69%。 公司共有15 套湿式除尘处理设施和6 套酸雾净化器，经水平衡测试发现， 部分除尘设施由于使用年限较长， 壁体出现破损导致漏水， 有部分循环水泵也由于酸腐蚀而漏水， 建议进行修补和更换。

拉网工序用水占整体用水量的4.78%。 经测试发现： 拉网水洗使用的喷头为直管喷头， 由于直管喷头喷射的面积有限， 故工件需要多次喷射才能清洗干净， 使用水量较多， 建议将喷头改为扇形喷嘴。

4 节水措施

经过水平衡测试和前期清洁生产工作， 公司开展了一系列节水技术改造， 部分重点节水的项目如下：

（1） 再生水利用管路改造。 利用废水处理站处理后出水作为再生水清洁车间地面、 冲洗设备、 废气处理设施喷淋、 厕所清洁、 绿化等。 可节约新鲜水用量25 550 m3／a。

（2） 再生水深度处理系统。 通过增加精密过滤器、 超滤及反渗透装置， 对再生水进行深度处理，提高回用水水质。 回用水水质提高之后可以回用到拉网水洗、 充电水槽冷却等工序， 可以减少新鲜水用量12 200 m3／a。

（3） 充电工序增加储水罐。 电池充电时会产生热量， 需要把电池放进有冷却水的水槽进行冷却，水槽排水时因为冷却水的储存罐容量不足， 部分冷却水会溢流， 增加废水处理站的废水处理量。 所以需要增加一个储水罐防止冷却水溢出。 改造后， 可以减少新鲜水用量和废水产生量5 758 m3／a。

（4） 化成极板水洗用水实现循环化。 原化成极板水洗的水直接排放到废水处理站进行处理， 现在通过净化循环系统进行再利用。 改造方案为增加中和罐1 台、 过滤器1 台、 数码监控系统1 台以及多功能碱液桶2 个。 洗涤设备、 待处理水槽、 已处理水槽和4 个极板洗涤槽组成一个大循环回路通道。而大通道中又分成4 个小通道（4 个洗涤槽）。 改造后， 可减少极板水洗用水量10 200 m3／a。

（5） 化成工序酸液回收再利用。 现状化成槽硫酸用过后直接排放至废水处理站， 由于这部分水质比较单一， 没有杂质， 拟将酸液回收， 重新调配后再利用， 可减少用水量1 520 m3／a。

（6） 拉网水洗工序改造。 将拉网水洗的直管喷头更换为扇形喷嘴， 由于扇形喷嘴喷射具有中高冲击力， 喷射范围比较广， 喷射的水珠大小比较均匀［5］， 可减少清洗次数， 也能使工件比较干净，改造后可减少用水量1 050 m3／a。

（7） 初期雨水池建设。 通过建设初期雨水收集池， 将初期雨水进行收集， 防止雨水受含铅废水的污染。 收集的回用雨水用于绿化， 有效降低绿化用水量950 m3／a。

（8） 引入节水器具的使用。 将办公室的水龙头和站厕改用红外线节水器具， 冲凉房沐浴水龙头采用节水认证的淋浴器， 可减少人为导致的浪费水量655 m3／a。

（9） 修补厂区内漏水点。 对经水平衡测试发现的漏水管道、 除尘器、 水泵、 冷却水塔进行修补，可减少漏水损失量668 m3／a。

5 结语

针对本次厂区水平衡测试中发现的问题， 企业及时采取一些措施， 并制订整改方案， 使得用水管理达到一个新的水平， 进一步提高企业各部门对节水工作重要性和迫切性的认识。 开展企业水平衡测试分析工作可促进企业科学管水、 节约用水， 为创建节水型企业奠定重要的基础。