西北生态脆弱区节水评价研究分析——以察尔汗产业基地钾肥分公司为例

朱乾德 ，刘永峰 ，王焱庆 ，史瑞兰 ，李雪纯 ，巴英桑

（1.南京水利科学研究院，水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，210029，南京；2.黄河水资源保护科学研究院，450004，郑州；3.青海盐湖工业股份有限公司，816000，格尔木；4.青海省格尔木市水利局，816099，格尔木）

西北生态脆弱区由于水资源严重匮乏、水生态极为脆弱、可恢复性较差等客观原因，用水矛盾更为突出。为在源头上把好节水关，在用水中把好效率关，在退水后把好水质关，亟须开展节水规划和建设项目节水评价工作。对该地区典型取用水户进行节水评价研究分析，是促进形成与水资源条件相匹配的产业结构与空间布局的有效途径，对倒逼取用水户提高用水效率具有十分重要的意义。

一、研究区域及研究对象概况

西北生态脆弱区水资源短缺、自然环境脆弱，但该地区生态功能重要，是我国重要的生态安全屏障。察尔汗产业基地是格尔木工业园的两大产业基地之一，位于青海省格尔木市城区东北部，面积约75 km2，远期人口规模约为6万人。察尔汗盐湖区地势平坦，地表无植被，属典型高原温带极度干旱气候，降雨少、蒸发强、温差大、日照长、干旱指数约96.6。格尔木市水资源总量为9.84亿m3，可利用率为32%，近年来地表水质达到Ⅲ类，地下水质总体良好。

察尔汗产业基地拥有以钾盐为主，伴生有镁、钠、锂、硼、碘等多种矿产的大型内陆综合性盐湖，是我国最大的钾镁盐矿床。以盐湖和水资源作为最基础的生产原料，形成了以钾盐化工、镁盐化工、锂盐化工为特色的产业基地。青海盐湖工业股份有限公司钾肥分公司（以下简称 “钾肥分公司”）位于察尔汗产业基地北部，是西北生态脆弱区具有典型代表性的企业，选择其作为典型取用水户，研究分析其取、用、耗、排水与水平衡情况，对其节水目标、节水潜力及节水水平进行评价，提出节约用水方面的措施建议。

二、取水退水情况

钾肥分公司实际生产能力为390万t/a。主要取水水源共有4处：青钾水源地、化工分公司减压站、西河水源以及分别来自化工分公司和镁业公司的复用水。钾肥分公司2016—2019年年平均用水量分别为2 103.30万m3、2 417.54万 m3、2 388.43 万 m3、2 418.20 万 m3，用水量相对稳定。

钾肥分公司退水主要为生产废水和生活污水。根据现场调研，生活污水经化粪池、沉淀池处理后排至尾盐池蒸发消耗。生产废水全部返回尾盐池继续蒸晒，老卤全部西送进行固液转化溶解固体钾矿。

三、水平衡研究分析

钾肥分公司生产用水主要包括40万 t/a、100万 t/a、新增 100万 t/a氯化钾项目等，分别从现状水量平衡、企业用水水平等方面对用水过程及用水量平衡进行分析研究。

1.现状水量平衡

40万 t/a、100万 t/a及新增 100万t/a氯化钾项目现状生产能力分别达到60万 t/a、150万 t/a、180万 t/a。

2.用水水平

用水指标根据《企业水平衡测试通则》（GB/T 12452—2008）相关规定，钾肥分公司主要选取单位产品取用新水量、企业内职工人均日用新水量2项指标分析项目用水水平。

用水指标计算与评价分析结合现状水平衡测试成果，按照相关规范要求，计算得到钾肥分公司单位产品取用新水量、企业内职工人均生活日用新水量，见表1。

目前，我国尚未出台钾肥行业用水定额和清洁生产标准，根据《青海省行业用水定额》（DB63/T 1429—2015）要求，反浮选工艺生产钾肥的用水定额为6 m3/t，本项目用水定额符合要求。但该用水定额中规定的城镇生活用水定额不适用于企业职工的日常生活，按照《建筑给水排水设计标准》（GB 50015—2019）核定生活用水较为合理。鉴于本项目实际情况，生活用水主要为职工日常生活用水、食堂用水及宿舍用水，宿舍用水取100L/人·d，职工日常生活用水定额取50L/人·班，食堂用水定额为25 L/人·次，每人每天按2餐计，扣除宿舍用水与日常生活用水重合部分，则生活用水定额应为0.15 m3/人·d。40万 t/a、100万 t/a氯化钾项目职工人均生活日用新水量为0.15 m3/人·d，新增 100万t/a氯化钾项目职工人均生活日用新水量为0.14 m3/人·d，均符合《建筑给水排水设计规范 （2009 年版）》（GB 50015—2003）中的要求。

四、节水评价分析

1.政策相符性分析

钾肥分公司 40万 t/a、100万 t/a及新增100万t/a氯化钾项目生产建设均符合 《产业结构调整指导目录（2019年本）》中鼓励类第十一项“石化化工”第 2条“硫、钾、硼、锂、溴等短缺化工矿产资源勘探开发及综合利用”及第5条“优质钾肥及各种专用肥等的生产”。

钾肥分公司水源为西水源地下水及西河水，符合区域水资源条件及《青海省柴达木循环经济试验区水资源综合规划》《关于格尔木河流域初始水权（水量）分配方案的批复》《关于青海盐湖工业股份有限公司钾肥分公司40万t/a氯化钾等项目取水许可的批复》等水资源管理政策。

2.节水目标分析

根据《水利部关于开展规划和建设项目节水评价工作的指导意见》（水节约〔2019〕136 号）及《水利部办公厅关于印发规划和建设项目节水评价技术要求的通知》（水节约〔2019〕206号）要求，选择工业用水重复利用率作为钾肥分公司节水评价指标。

考虑各地水资源条件和经济社会发展水平的差异，且便于地区间用水效率横向比较，将全国分为6大评价类型分区；根据《节水型城市考核标准》及《节水型城市目标导则》，工业用水重复利用率不应低于75%。青海省属于西北区，西北区工业用水重复利用率平均水平为90.8%，市级先进值达到92.7%。

根据钾肥分公司取用水情况，得到 40万 t/a、100万 t/a、新增 100万 t/a氯化钾项目工业用水重复利用率（见表 2）分别为 57%、70%、71%，无论是与西北区平均水平90.8%、省级先进值89.6%、市级先进值92.7%相比，还是对照《节水型城市考核标准》《节水型城市目标导则》中工业用水重复利用率75%的指标，都有一定的差距，节水能力有待提升。

在用水量不变的条件下，以西北区平均水平90.8%为节水目标，则40万 t/a、100万 t/a、 新增 100万 t/a氯化钾项目的工业用水重复利用量需分别达到 870.59 m3/h、3 591.14 m3/h、4 139.57 m3/h，即重复利用量分别需要在原先基础上提高322.59 m3/h、840.14 m3/h、921.57 m3/h。

3.节水潜力分析

通过对钾肥分公司氯化钾项目现用水工艺、节水水平进行分析，结合目前采取的节水措施，主要从用水工艺改进、水资源回用复用、建立节约用水管理制度等三方面挖掘节水潜力。

（1）用水工艺改进

低钠光卤石作为提高氯化钾项目产品品质和回收率的重要工序之一，拟开展低钠光卤石冷分解结晶智能化控制技术的研究，以进一步改善钾肥生产用水工艺，该技术实施后将实现精确控制氯化钾结晶，单台结晶器淡水用量可降低3%。

钾肥分公司氯化钾项目利用离心机取代水平带机，使脱卤后物料含湿量大幅度降低，低钠光卤石分解和粗钾再浆洗涤过程的用水量由原来的22%降低到8%。同时，依托国家级科研成果，通过研发固体钾矿溶解转化工艺技术和溶剂生产方法，实现了低品位固体钾矿溶解开采工业化，在解决了钾肥生产存在的老卤排放问题的同时实现了老卤的循环使用，节约用水约4 800万m3/a。

（2）水资源回用复用

如一加工车间利用污水泵站管道将渣浆泵密封水、水平带机润滑水、水平带机滤布洗涤水、水平带机真空泵循环泵打入工艺水槽，通过回收设备用水，每年可节约用水72万m3。如该加工车间利用化工公司复用水参与车间工艺生产，又可以进一步节约用水约200万m3/a。

表1 钾肥分公司用水指标

表2 钾肥分公司工业用水重复利用率

（3）建立节约用水管理制度

制定用水计量管理、计划用水管理等相应节约用水管理制度，引导员工从各生产环节节约用水，同时加强水平衡测试、用水审计、水资源论证、取水许可等方面工作，从技术上指导节约用水工作。■