水在石油化工企业的生产运营中起着至关重要的作用。长期以来，水资源的短缺一直是制约中国石化企业发展的主要因素之一。鉴于中国水资源时空分布的不均衡性，目前，国内仅长江中下游及珠江地区的石化企业尚能维持良好的生产经营状况，而在其它地区，尤其是北方地区的石化企业均不同程度地受水资源短缺的影响而产生了一系列问题。
1石油化工企业的用水现状
目前，中国的工业生产耗水量非常大，仅次于排名第一的农业用水，而石化企业的耗水量约占中国工业用水总量的5%。在中国第十个“五年规划”中，国家就对石化企业的年用水量提出要求，且年增长率不高于1.2%[1]。针对这一要求，石化企业在技术、管理和经营方面提出了一系列改革举措，如引进先进节水技术，购置高新设备，对现有工艺进行改造或研发新的生产工艺，建立健全企业管理制度，加强节水减排指标考评等，在提高水的利用率和减少排污量方面取得了不错的成绩，具体体现在以下几个方面。
1.1用水结构日趋合理
近年来，随着工艺技术的进步和用水管理措施的规范，中国石化企业的用水结构日趋合理，以百万吨级PTA项目为例，按新鲜水量计算，循环冷却水系统的需水比重约为58%左右，主要用于循环冷却水排污和蒸发的补充，除盐水系统的需水比重约为32%左右，主要用于除盐水的制备，其他装置的需水比重为10%左右，包括PTA装置生产用水，动力装置和锅炉房用水，以及厂区生活用水等[2]。可见，循环冷却水系统的需水比重最大，除盐水系统次之，因此，石化企业要想更好地实现节水减排目标，就必须把主要精力放在循环冷却水和除盐水系统上面，积极采取措施优化上述2个用水系统，从而有效地减少新鲜水用量，实现节水目标。
1.2工业水重复利用率不断提高
由于水资源的日趋紧张，关于工业水重复利用方面的国家和行业标准也日趋严格，如中国石油《炼油化工企业污水回用管理导则》中规定：石油化工项目排放污水回用率应大于70%[3]。另一方面，随着各种污水深度处理新技术，新设备和新材料的不断涌现，工业污、废水经深度处理后再生重复利用也成为一种必然趋势，使得石化企业的工业水重复利用率不断提高。20世纪末，石化企业的水资源利用率仅为85%，而进入21世纪却达到了96%，这一进步是非常快的[5]
1.3直流冷却水工艺逐渐被淘汰
以往石油化工类项目的选址一般都会优先考虑海滨或大型湖泊沿岸，其中1个重要原因便是丰富的水资源可用于设备的直流冷却。近年来，随着生态环境的不断恶化，直流冷却水对自然水体造成的热污染已经引起广泛的关注;另一方面，冷却塔等换热设备成本日益降低，换热效率不断提高[4]。目前，循环冷却水系统已经成为石化企业冷却水的主流工艺，不少老项目也都通过技术改造将原有的直流冷却水系统淘汰，转而采用循环冷却水工艺。例如，中国江苏的一家石化企业起初使用的是直流冷却水系统，但是一直以来并没有获得良好的经济效益。后来，公司派人出国考察和学习，并引进了循环冷却水系统，之后的几年，其生产所用的新鲜水量大幅减少，企业的经济效益也大幅提高[5]。
2石油化工企业在节水减排过程中存在的问题
2.1装置规模较小 生产工艺技术落后
受中国经济水平以及投入资金的限制，历史上，中国石化工业起步较低，石化装置的规模多以小型和中型为主，且很多企业生产工艺落后，设备老化严重，从而造成一些工序难以达到清洁化生产及废弃物减量化的要求。此外，不少石化企业的原材料质量不够稳定，使得生产设备无法维持在最优工况，对水、电、燃料等各种资源的利用率偏低，“三废”的排放量偏高，不仅造成了资源的浪费，也给环境治理工作带来了巨大的压力[6]。例如，换热器的老化会造成物料泄漏，污染设备中的冷却用水，受污染的冷却水因此被迫排放掉用新鲜水再次补充，造成水资源的浪费，而且这种排放掉的水中污染物浓度往往较高，给后续的污水处理工作也造成了一定困难。
2.2废水处理工艺技术不够成熟
石油化工生产装置排放的废水水质复杂，有机物浓度较高，有毒有害物质较多，难以生物降解。例如乙醛废水、苯酚废水、甲苯、PTA、丙烯酸、醋酸、腈纶等废水，均为水量小，但有机物浓度高、毒性大的废水，需与厂区其它生产装置排放的污水分隔后单独处理。目前，对石化工业废水多采用焚烧、高级氧化，催化氧化生物改性，另外也可采用膜法提取，垂直管降膜蒸发等方法进行处理[7]。但是，这些处理工艺的效果并不尽如人意，缺乏较为成熟的标准处理流程，一般在应用前须对选择的处理技术进行现场中试，由中试结果确定应用工艺条件和技术。
3石化企业节水减排对策措施
3.1采用清洁生产技术
清洁生产是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中[8]。具体应用于石化企业节水方面，即从全厂角度出发，采用源头控制技术，对所有用水单元，包括工艺主装置、综合给水站、循环冷却水站、除盐水站、锅炉岛及其他各生产装置等统筹考虑节约用水及提高污水回用率指标。例如，针对工艺主装置，可采用优化换热流程，装置间尽量采用热进料，介质温度60 ℃～90 ℃采用空气直接冷却等措施减少冷却水用量。针对循环冷却水站，可采用提高循环冷却水系统的浓缩倍数，降低新鲜水补给量，在有条件的地区可采用闭式冷却塔，提高干式冷却点温度，减少循环水的耗量。山东胜利石化采用清洁生产理念对厂区用水点进行源头控制管理后，多增收了1 200×104元多 [9]。可见，这项技术在节水减排领域的应用前景十分广阔。
3.2对全厂用水系统进行统一规划
针对传统石化企业污水简单末端处理和污污混流、清污混流处理方式的弊端，近年来，一些石化企业在项目设计阶段便依据节水减排理念对厂区的给排水系统进行统一规划。一方面从各项工艺流程着手，综合考虑各生产装置给排水的水量和水质，进行分质处理，分质循环利用，取得了极佳的成果。以PTA项目为例：PTA主装置的精制母液直接回收利用，从而减少了约50%的除盐水用量，厂区蒸汽系统的冷凝液统一回收，经简单处理后可作为除盐水直接回用，循环冷却水站的排污水单独进行化学处理后回用为循环冷却水的补充水，厂区生产、生活污水经生化处理后再进行深度处理，出水可用于循环冷却水的补充水、水煤浆调配以及厂区绿化浇洒和冲厕用水[10]。
3.3加强污水深度处理
污水深度处理过程是指对已处理的污水(一般指二级处理达标排放污水)通过进一步处理，达到改变水中物质含量、提高水质，以适应某种需要的过程[11]。污水深度处理是实现污水回用的关键环节，其出水水质指标直接决定着回用水的用途。目前，石化企业污水深度处理采用的常规组合工艺主要有混凝沉淀、石英砂过滤、活性炭吸附和氧化剂处理等几个单元，处理效果一般以达到HG/T 3923-2007循环冷却水用再生水水质标准 或GB/T 19923-2005 城市污水再生利用 工业用水水质 为目标，处理后出水多用于循环冷却水补水或冲厕及绿化用水。近年来，随着膜分离技术制造工艺的提高，其经济性和稳定性越来越好，与传统分离技术相比竞争潜力越来越大，一些以往只用于给水处理的微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等技术也开始用于污水深度处理，使得出水水质大大提高，甚至可直接作为锅炉补充用水或工艺用除盐水。
4结语
石化企业的节水与减排工作，要遵循整体优化、科学优化、重点优化、分步实施的用水优化原则，按照“水平衡核算—用水优化—污水回用”的工作步骤，在调研、实验等必要的前期工作基础上制订合理的节水减排技术方案，积极稳妥地开展节水减排工作。同时，根据企业自身情况，对外积极引进国内外先进技术及设备，对内强化管理制度，通过节水减排提升企业效益和和社会效益，增加企业在社会主义市场经济竞争的砝码。
1石油化工企业的用水现状
目前，中国的工业生产耗水量非常大，仅次于排名第一的农业用水，而石化企业的耗水量约占中国工业用水总量的5%。在中国第十个“五年规划”中，国家就对石化企业的年用水量提出要求，且年增长率不高于1.2%[1]。针对这一要求，石化企业在技术、管理和经营方面提出了一系列改革举措，如引进先进节水技术，购置高新设备，对现有工艺进行改造或研发新的生产工艺，建立健全企业管理制度，加强节水减排指标考评等，在提高水的利用率和减少排污量方面取得了不错的成绩，具体体现在以下几个方面。
1.1用水结构日趋合理
近年来，随着工艺技术的进步和用水管理措施的规范，中国石化企业的用水结构日趋合理，以百万吨级PTA项目为例，按新鲜水量计算，循环冷却水系统的需水比重约为58%左右，主要用于循环冷却水排污和蒸发的补充，除盐水系统的需水比重约为32%左右，主要用于除盐水的制备，其他装置的需水比重为10%左右，包括PTA装置生产用水，动力装置和锅炉房用水，以及厂区生活用水等[2]。可见，循环冷却水系统的需水比重最大，除盐水系统次之，因此，石化企业要想更好地实现节水减排目标，就必须把主要精力放在循环冷却水和除盐水系统上面，积极采取措施优化上述2个用水系统，从而有效地减少新鲜水用量，实现节水目标。
1.2工业水重复利用率不断提高
由于水资源的日趋紧张，关于工业水重复利用方面的国家和行业标准也日趋严格，如中国石油《炼油化工企业污水回用管理导则》中规定：石油化工项目排放污水回用率应大于70%[3]。另一方面，随着各种污水深度处理新技术，新设备和新材料的不断涌现，工业污、废水经深度处理后再生重复利用也成为一种必然趋势，使得石化企业的工业水重复利用率不断提高。20世纪末，石化企业的水资源利用率仅为85%，而进入21世纪却达到了96%，这一进步是非常快的[5]
1.3直流冷却水工艺逐渐被淘汰
以往石油化工类项目的选址一般都会优先考虑海滨或大型湖泊沿岸，其中1个重要原因便是丰富的水资源可用于设备的直流冷却。近年来，随着生态环境的不断恶化，直流冷却水对自然水体造成的热污染已经引起广泛的关注;另一方面，冷却塔等换热设备成本日益降低，换热效率不断提高[4]。目前，循环冷却水系统已经成为石化企业冷却水的主流工艺，不少老项目也都通过技术改造将原有的直流冷却水系统淘汰，转而采用循环冷却水工艺。例如，中国江苏的一家石化企业起初使用的是直流冷却水系统，但是一直以来并没有获得良好的经济效益。后来，公司派人出国考察和学习，并引进了循环冷却水系统，之后的几年，其生产所用的新鲜水量大幅减少，企业的经济效益也大幅提高[5]。
2石油化工企业在节水减排过程中存在的问题
2.1装置规模较小 生产工艺技术落后
受中国经济水平以及投入资金的限制，历史上，中国石化工业起步较低，石化装置的规模多以小型和中型为主，且很多企业生产工艺落后，设备老化严重，从而造成一些工序难以达到清洁化生产及废弃物减量化的要求。此外，不少石化企业的原材料质量不够稳定，使得生产设备无法维持在最优工况，对水、电、燃料等各种资源的利用率偏低，“三废”的排放量偏高，不仅造成了资源的浪费，也给环境治理工作带来了巨大的压力[6]。例如，换热器的老化会造成物料泄漏，污染设备中的冷却用水，受污染的冷却水因此被迫排放掉用新鲜水再次补充，造成水资源的浪费，而且这种排放掉的水中污染物浓度往往较高，给后续的污水处理工作也造成了一定困难。
2.2废水处理工艺技术不够成熟
石油化工生产装置排放的废水水质复杂，有机物浓度较高，有毒有害物质较多，难以生物降解。例如乙醛废水、苯酚废水、甲苯、PTA、丙烯酸、醋酸、腈纶等废水，均为水量小，但有机物浓度高、毒性大的废水，需与厂区其它生产装置排放的污水分隔后单独处理。目前，对石化工业废水多采用焚烧、高级氧化，催化氧化生物改性，另外也可采用膜法提取，垂直管降膜蒸发等方法进行处理[7]。但是，这些处理工艺的效果并不尽如人意，缺乏较为成熟的标准处理流程，一般在应用前须对选择的处理技术进行现场中试，由中试结果确定应用工艺条件和技术。
3石化企业节水减排对策措施
3.1采用清洁生产技术
清洁生产是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中[8]。具体应用于石化企业节水方面，即从全厂角度出发，采用源头控制技术，对所有用水单元，包括工艺主装置、综合给水站、循环冷却水站、除盐水站、锅炉岛及其他各生产装置等统筹考虑节约用水及提高污水回用率指标。例如，针对工艺主装置，可采用优化换热流程，装置间尽量采用热进料，介质温度60 ℃～90 ℃采用空气直接冷却等措施减少冷却水用量。针对循环冷却水站，可采用提高循环冷却水系统的浓缩倍数，降低新鲜水补给量，在有条件的地区可采用闭式冷却塔，提高干式冷却点温度，减少循环水的耗量。山东胜利石化采用清洁生产理念对厂区用水点进行源头控制管理后，多增收了1 200×104元多 [9]。可见，这项技术在节水减排领域的应用前景十分广阔。
3.2对全厂用水系统进行统一规划
针对传统石化企业污水简单末端处理和污污混流、清污混流处理方式的弊端，近年来，一些石化企业在项目设计阶段便依据节水减排理念对厂区的给排水系统进行统一规划。一方面从各项工艺流程着手，综合考虑各生产装置给排水的水量和水质，进行分质处理，分质循环利用，取得了极佳的成果。以PTA项目为例：PTA主装置的精制母液直接回收利用，从而减少了约50%的除盐水用量，厂区蒸汽系统的冷凝液统一回收，经简单处理后可作为除盐水直接回用，循环冷却水站的排污水单独进行化学处理后回用为循环冷却水的补充水，厂区生产、生活污水经生化处理后再进行深度处理，出水可用于循环冷却水的补充水、水煤浆调配以及厂区绿化浇洒和冲厕用水[10]。
3.3加强污水深度处理
污水深度处理过程是指对已处理的污水(一般指二级处理达标排放污水)通过进一步处理，达到改变水中物质含量、提高水质，以适应某种需要的过程[11]。污水深度处理是实现污水回用的关键环节，其出水水质指标直接决定着回用水的用途。目前，石化企业污水深度处理采用的常规组合工艺主要有混凝沉淀、石英砂过滤、活性炭吸附和氧化剂处理等几个单元，处理效果一般以达到HG/T 3923-2007循环冷却水用再生水水质标准 或GB/T 19923-2005 城市污水再生利用 工业用水水质 为目标，处理后出水多用于循环冷却水补水或冲厕及绿化用水。近年来，随着膜分离技术制造工艺的提高，其经济性和稳定性越来越好，与传统分离技术相比竞争潜力越来越大，一些以往只用于给水处理的微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等技术也开始用于污水深度处理，使得出水水质大大提高，甚至可直接作为锅炉补充用水或工艺用除盐水。
4结语
石化企业的节水与减排工作，要遵循整体优化、科学优化、重点优化、分步实施的用水优化原则，按照“水平衡核算—用水优化—污水回用”的工作步骤，在调研、实验等必要的前期工作基础上制订合理的节水减排技术方案，积极稳妥地开展节水减排工作。同时，根据企业自身情况，对外积极引进国内外先进技术及设备，对内强化管理制度，通过节水减排提升企业效益和和社会效益，增加企业在社会主义市场经济竞争的砝码。
