3. 工业项目水平衡图绘制与用水排水核算
核算对象与数据准备
某机械加工项目设有表面处理、清洗、冷却循环和职工生活四个用水单元。环评阶段需以设计工况(满负荷)为核算基准,绘制全厂水平衡图。核算前先统一口径:水量单位取 m³/d,时间基准为 24 h 连续运行,生活用水按 8 h 班制折算为日均值;所有水量均为设计值而非实测值,需在报告中注明。
各单元设计参数如下表。其中循环水系统为间接冷却,循环量为 1200 m³/d,循环过程蒸发损失按循环量的 1.2% 计,排污(浓水排放)按循环量的 0.3% 计,其余为回用于清洗工序的循环补水。
| 用水单元 | 新鲜水取水量 (m³/d) | 循环水量 (m³/d) | 排水量 (m³/d) | 排水去向 |
|---|---|---|---|---|
| 表面处理 | 180 | 0 | 150 | 厂内污水处理站 |
| 清洗 | 60 | 0 | 50 | 厂内污水处理站 |
| 冷却循环系统 | 18(补水) | 1200 | 3.6(浓水排放) | 厂内污水处理站 |
| 职工生活 | 40 | 0 | 32 | 市政污水管网 |
水平衡计算与闭合性验证
全厂新鲜水用量为各单元取水量之和:180 + 60 + 18 + 40 = 298 m³/d。总排水量为 150 + 50 + 3.6 + 32 = 235.6 m³/d。两者之差 62.4 m³/d 应等于全厂消耗水量(蒸发、产品带走、工艺损耗等),这是水平衡闭合的核心判据。
逐项核对消耗量:表面处理工序产品带走及槽液损耗约 30 m³/d;清洗工序工件带出约 10 m³/d;冷却循环系统蒸发损失 1200 × 1.2% = 14.4 m³/d;生活用水消耗 40 − 32 = 8 m³/d。合计消耗 30 + 10 + 14.4 + 8 = 62.4 m³/d,与取排水差值完全一致,水平衡闭合。
重复利用率按循环水量占(新鲜水用量 + 循环水量)的比例计算:1200 ÷ (298 + 1200) × 100% ≈ 80.1%。该值反映循环冷却系统对降低新鲜水取水量的贡献,是环评中评价节水水平的关键指标。
全厂水平衡图
下图以数据流形式呈现各单元的新鲜水输入、循环回路、消耗损失与排水去向,箭头旁标注设计水量,便于直接核对闭合关系。
排水去向与核算结论
全厂排水分为两路:生产废水(表面处理 150、清洗 50、循环浓水 3.6,合计 203.6 m³/d)进入厂内污水处理站,处理后回用或达标排放;生活污水 32 m³/d 经化粪池预处理后接入市政污水管网。两路排水不得混接,环评中需分别说明处理工艺、排放标准与受纳水体。
核算结论:新鲜水用量 298 m³/d,重复利用率约 80.1%,排水量 235.6 m³/d,消耗量 62.4 m³/d,水平衡闭合。报告编制时应将上述数据与工程分析中的物料平衡、污染源强核算相互印证,若后续工艺参数调整,须同步更新水平衡图并重新验证闭合性。