1、我國水資源狀況
目前世界面臨著嚴重的水危機，我國的水資源短缺問題與世界相比更加突出。我國是一個干旱、缺水嚴重的國家，淡水資源總量為28000億m3，占全球水資源的6％，僅次于巴西、俄羅斯、加拿大，居世界第四位。但人均只有2200m3，僅為世界平均水平的1/4，在世界上名列第121位，是世界上13個人均水資源最貧乏的國家之一。
水資源短缺與污染問題嚴重并存。工業(yè)迅速發(fā)展，導致水污染日趨嚴重。全世界每年排放工業(yè)廢水約4260×108m3，這使可供人類使用總量1/3的淡水資源受到污染，導致本來就很緊張的淡水資源雪上加霜。作為用水大戶和排污大戶的石化企業(yè)，節(jié)水減排是石化企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展非解決不可的大事。
2、我國石化企業(yè)用水狀況
國內(nèi)石油化工企業(yè)所在地區(qū)的水資源狀況差異很大，所處地區(qū)的人均水資源占有量為160470t，且有60%以上的企業(yè)處在嚴重缺水地區(qū)。并且我國石油化工企業(yè)都是大型聯(lián)合企業(yè)，用水量大、污水排放多。據(jù)統(tǒng)計，1997年原石油化工系統(tǒng)加工原油消耗新鮮水13.5億t，約占全國工業(yè)用水總量的2.78%，廢水排放總量8.75億t，占全國工業(yè)廢水排放總量的3.85%，2002年全國石油化工廢水排放總量達33.7億t，占全國廢水排放總量的17.8%。近年中國石化企業(yè)用水情況見表1。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，企業(yè)規(guī)模不斷增加，搞好水資源的綜合利用對我國石油化工企業(yè)實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重大意義，節(jié)水和減少排污問題顯得尤為重要。目前盡管節(jié)水減排工作取得了可喜的成效，但是我國石油化工行業(yè)每年污水排放量仍達8億t以上，而目前的污水回用率僅為30%，可見石油化工行業(yè)節(jié)水的潛力巨大，任務艱巨。
3、石化企業(yè)節(jié)水減排理論與技術(shù)
石化企業(yè)是用水大戶，用水量中約80%以上是用作冷卻水，其余是作為其他工藝用水和生活用水等等。冷卻水如能盡量減少直流而進行高效率的循環(huán)使用，用水量就能大大減少，故石化企業(yè)節(jié)水的重點是冷卻水，循環(huán)冷卻水的使用水平是衡量企業(yè)用水合理性的重要指標。
目前國內(nèi)外對石油化工企業(yè)節(jié)水減排，提高水的綜合利用率越來越重視，這方面的研究也成為熱點，已經(jīng)形成多種相關(guān)的節(jié)水減排理論和技術(shù)，現(xiàn)就比較典型的幾種作一介紹：
3.1 數(shù)學優(yōu)化理論
從20世紀80年代起，水的優(yōu)化分配就已開始研究，且僅針對簡單的單雜質(zhì)系統(tǒng)。到目前數(shù)學優(yōu)化理論有了較大發(fā)展。該方法是在工程師定義的約束條件下，以產(chǎn)生新鮮水流量的最小值為目標函數(shù)的非線性規(guī)劃。其主要內(nèi)容是：建立結(jié)構(gòu)模型，找出約束條件，形成數(shù)學模型，即非線性方程組，最后通過數(shù)學優(yōu)化軟件設計最優(yōu)用水系統(tǒng)。該方法是處理多雜質(zhì)和特殊模型的用水系統(tǒng)問題的有效工具，其中研究較多的有超結(jié)構(gòu)模型等，其缺陷在于結(jié)構(gòu)過于復雜。
3.2 水量平衡測試理論
水量平衡測試技術(shù)是指導企業(yè)水系統(tǒng)中用水元節(jié)水的重要方法。該理論是通過企業(yè)用水現(xiàn)狀調(diào)查，對各用水單元進行水量平衡測試，找出取水量、補充水量、復用水量、排水量、耗水量及滲漏水量之間的關(guān)系，繪制水量平衡圖；開發(fā)查漏技術(shù)，建立快速有效的查漏方法，查找漏點并進行修復和改造；通過用水的合理化分析，制定有效的節(jié)水方案、措施及行業(yè)用水定額體系。但是，該理論僅限于單元節(jié)水研究，缺乏對系統(tǒng)的整體性優(yōu)化研究。
3.3 水夾點技術(shù)
水夾點技術(shù)由英國曼徹斯特理工學院的YPWang和RobinSmith于1994年首次提出，將20世紀90年代得到極大發(fā)展的過程集成技術(shù)應用于新鮮水用量最小化、廢水產(chǎn)生量最小化和廢水處理系統(tǒng)設計。也就是說，水夾點技術(shù)是通過構(gòu)造濃度組合曲線找出夾點，計算鮮水消耗的最小流量和廢水產(chǎn)生的最小流量。依據(jù)系統(tǒng)所需的工藝水質(zhì)和水量狀況，通過將部分過程用水進行一水多用、循環(huán)復用、串聯(lián)使用、或加水稀釋后再用等，重新對水的流向和流量進行合理規(guī)劃，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)新鮮水消耗的流量最小和廢水產(chǎn)生流量最小。
目前，水夾點技術(shù)在工程的應用中都獲得了較好的節(jié)水減排成效，其推廣應用的價值越來越被人們重視。梁偉等以水的循環(huán)利用率最大為目標，運用水夾點設計與優(yōu)化進行分析、綜合和改造用水操作，并把計算機技術(shù)與水夾點技術(shù)結(jié)合起來，能夠使水夾點技術(shù)更有效、更快捷、更準確地完成水系統(tǒng)優(yōu)化的改造。湯小玲等[6]應用水夾點技術(shù)對焦化用水操作進行了詳細分析，實際應用得到了很好的效果?？梢姂盟畩A點理論對企業(yè)用水系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，可以獲得很好的節(jié)水減排效果，有較大的推廣應用價值。
4、石化企業(yè)節(jié)水減排措施
目前對石化企業(yè)實施節(jié)水減排的措施除了企業(yè)對用水系統(tǒng)進行整體規(guī)劃、改變廢水回用觀念外，還應完善用水工藝、開發(fā)廢水回用技術(shù)，完善并推廣節(jié)水減排理論的工程應用。
目前世界面臨著嚴重的水危機，我國的水資源短缺問題與世界相比更加突出。我國是一個干旱、缺水嚴重的國家，淡水資源總量為28000億m3，占全球水資源的6％，僅次于巴西、俄羅斯、加拿大，居世界第四位。但人均只有2200m3，僅為世界平均水平的1/4，在世界上名列第121位，是世界上13個人均水資源最貧乏的國家之一。
水資源短缺與污染問題嚴重并存。工業(yè)迅速發(fā)展，導致水污染日趨嚴重。全世界每年排放工業(yè)廢水約4260×108m3，這使可供人類使用總量1/3的淡水資源受到污染，導致本來就很緊張的淡水資源雪上加霜。作為用水大戶和排污大戶的石化企業(yè)，節(jié)水減排是石化企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展非解決不可的大事。
2、我國石化企業(yè)用水狀況
國內(nèi)石油化工企業(yè)所在地區(qū)的水資源狀況差異很大，所處地區(qū)的人均水資源占有量為160470t，且有60%以上的企業(yè)處在嚴重缺水地區(qū)。并且我國石油化工企業(yè)都是大型聯(lián)合企業(yè)，用水量大、污水排放多。據(jù)統(tǒng)計，1997年原石油化工系統(tǒng)加工原油消耗新鮮水13.5億t，約占全國工業(yè)用水總量的2.78%，廢水排放總量8.75億t，占全國工業(yè)廢水排放總量的3.85%，2002年全國石油化工廢水排放總量達33.7億t，占全國廢水排放總量的17.8%。近年中國石化企業(yè)用水情況見表1。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，企業(yè)規(guī)模不斷增加，搞好水資源的綜合利用對我國石油化工企業(yè)實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重大意義，節(jié)水和減少排污問題顯得尤為重要。目前盡管節(jié)水減排工作取得了可喜的成效，但是我國石油化工行業(yè)每年污水排放量仍達8億t以上，而目前的污水回用率僅為30%，可見石油化工行業(yè)節(jié)水的潛力巨大，任務艱巨。
3、石化企業(yè)節(jié)水減排理論與技術(shù)
石化企業(yè)是用水大戶，用水量中約80%以上是用作冷卻水，其余是作為其他工藝用水和生活用水等等。冷卻水如能盡量減少直流而進行高效率的循環(huán)使用，用水量就能大大減少，故石化企業(yè)節(jié)水的重點是冷卻水，循環(huán)冷卻水的使用水平是衡量企業(yè)用水合理性的重要指標。
目前國內(nèi)外對石油化工企業(yè)節(jié)水減排，提高水的綜合利用率越來越重視，這方面的研究也成為熱點，已經(jīng)形成多種相關(guān)的節(jié)水減排理論和技術(shù)，現(xiàn)就比較典型的幾種作一介紹：
3.1 數(shù)學優(yōu)化理論
從20世紀80年代起，水的優(yōu)化分配就已開始研究，且僅針對簡單的單雜質(zhì)系統(tǒng)。到目前數(shù)學優(yōu)化理論有了較大發(fā)展。該方法是在工程師定義的約束條件下，以產(chǎn)生新鮮水流量的最小值為目標函數(shù)的非線性規(guī)劃。其主要內(nèi)容是：建立結(jié)構(gòu)模型，找出約束條件，形成數(shù)學模型，即非線性方程組，最后通過數(shù)學優(yōu)化軟件設計最優(yōu)用水系統(tǒng)。該方法是處理多雜質(zhì)和特殊模型的用水系統(tǒng)問題的有效工具，其中研究較多的有超結(jié)構(gòu)模型等，其缺陷在于結(jié)構(gòu)過于復雜。
3.2 水量平衡測試理論
水量平衡測試技術(shù)是指導企業(yè)水系統(tǒng)中用水元節(jié)水的重要方法。該理論是通過企業(yè)用水現(xiàn)狀調(diào)查，對各用水單元進行水量平衡測試，找出取水量、補充水量、復用水量、排水量、耗水量及滲漏水量之間的關(guān)系，繪制水量平衡圖；開發(fā)查漏技術(shù)，建立快速有效的查漏方法，查找漏點并進行修復和改造；通過用水的合理化分析，制定有效的節(jié)水方案、措施及行業(yè)用水定額體系。但是，該理論僅限于單元節(jié)水研究，缺乏對系統(tǒng)的整體性優(yōu)化研究。
3.3 水夾點技術(shù)
水夾點技術(shù)由英國曼徹斯特理工學院的YPWang和RobinSmith于1994年首次提出，將20世紀90年代得到極大發(fā)展的過程集成技術(shù)應用于新鮮水用量最小化、廢水產(chǎn)生量最小化和廢水處理系統(tǒng)設計。也就是說，水夾點技術(shù)是通過構(gòu)造濃度組合曲線找出夾點，計算鮮水消耗的最小流量和廢水產(chǎn)生的最小流量。依據(jù)系統(tǒng)所需的工藝水質(zhì)和水量狀況，通過將部分過程用水進行一水多用、循環(huán)復用、串聯(lián)使用、或加水稀釋后再用等，重新對水的流向和流量進行合理規(guī)劃，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)新鮮水消耗的流量最小和廢水產(chǎn)生流量最小。
目前，水夾點技術(shù)在工程的應用中都獲得了較好的節(jié)水減排成效，其推廣應用的價值越來越被人們重視。梁偉等以水的循環(huán)利用率最大為目標，運用水夾點設計與優(yōu)化進行分析、綜合和改造用水操作，并把計算機技術(shù)與水夾點技術(shù)結(jié)合起來，能夠使水夾點技術(shù)更有效、更快捷、更準確地完成水系統(tǒng)優(yōu)化的改造。湯小玲等[6]應用水夾點技術(shù)對焦化用水操作進行了詳細分析，實際應用得到了很好的效果?？梢姂盟畩A點理論對企業(yè)用水系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，可以獲得很好的節(jié)水減排效果，有較大的推廣應用價值。
4、石化企業(yè)節(jié)水減排措施
目前對石化企業(yè)實施節(jié)水減排的措施除了企業(yè)對用水系統(tǒng)進行整體規(guī)劃、改變廢水回用觀念外，還應完善用水工藝、開發(fā)廢水回用技術(shù)，完善并推廣節(jié)水減排理論的工程應用。
