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1800150厂内污水处理站
清洗60050厂内污水处理站
冷却循环系统18(补水)12003.6(浓水排放)厂内污水处理站
职工生活40032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。

闭合性验证的实用技巧:先算总取水与总排水的差值,再逐单元累加消耗量,两者相等即闭合;若不等,优先检查循环水系统的蒸发与排污是否重复计入,以及生活用水是否按班制正确折算。

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。

全厂水平衡图(设计工况,单位:m³/d) 新鲜水总取水 298 298 表面处理 取水 180 / 排水 150 180 清洗 取水 60 / 排水 50 60 冷却循环系统 补水 18 / 循环 1200 浓水排放 3.6 18 职工生活 取水 40 / 排水 32 40 循环 1200 消耗损失 合计 62.4 30 10 14.4 8 厂内污水处理站 进水 203.6 150 50 3.6 市政污水管网 进水 32 32 总排水量 235.6 闭合验证:取水 298 − 排水 235.6 = 消耗 62.4(30 + 10 + 14.4 + 8)✓ 重复利用率 = 1200 ÷ (298 + 1200) × 100% ≈ 80.1%

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。

常见错误:将循环水量 1200 m³/d 直接计入新鲜水用量,导致取水量虚高;或将循环系统的蒸发损失与浓水排放重复计入排水量。循环水量只参与重复利用率计算,不进入取排水平衡。