石化企业节水减排技术探讨 武首香，孙勇民，高 红（天津现代职业技术学院） 摘 要：本文综述了石化企业节水减排的理论、技术以及常用的措施。 关键词：石化企业；节水；减排 1 我国水资源状况 目前世界面临着严重的水危机，我国的水资源短缺问题与世界相比更加突出。我国是一个干旱、缺水严重的国家，淡水资源总量为28000亿m3，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯、加拿大，居世界第四位。但人均只有2200 m3，仅为世界平均水平的1/4，在世界上名列第121位，是世界上13个人均水资源最贫乏的国家之一。 水资源短缺与污染问题严重并存。工业迅速发展，导致水污染日趋严重。全世界每年排放工业废水约4260×108m3，这使可供人类使用总量1/3的淡水资源受到污染，导致本来就很紧张的淡水资源雪上加霜[1]。作为用水大户和排污大户的石化企业，节水减排是石化企业实现可持续发展非解决不可的大事。 2 我国石化企业用水状况 国内石油化工企业所在地区的水资源状况差异很大，所处地区的人均水资源占有量为160470 t，且有60%以上的企业处在严重缺水地区。并且我国石油化工企业都是大型联合企业，用水量大、污水排放多。据统计，1997年原石油化工系统加工原油消耗新鲜水13.5亿t，约占全国工业用水总量的2.78%，废水排放总量8.75亿t，占全国工业废水排放总量的3.85%，2002年全国石油化工废水排放总量达33.7亿t，占全国废水排放总量的17.8% [2]。近年中国石化企业用水情况见表1。
随着经济的发展，企业规模不断增加，搞好水资源的综合利用对我国石油化工企业实施可持续发展战略具有重大意义，节水和减少排污问题显得尤为重要。目前尽管节水减排工作取得了可喜的成效，但是我国石油化工行业每年污水排放量仍达8亿t以上，而目前的污水回用率仅为30%，可见石油化工行业节水的潜力巨大，任务艰巨。 3 石化企业节水减排理论与技术 石化企业是用水大户，用水量中约80%以上是用作冷却水，其余是作为其他工艺用水和生活用水等等。冷却水如能尽量减少直流而进行高效率的循环使用，用水量就能大大减少，故石化企业节水的重点是冷却水，循环冷却水的使用水平是衡量企业用水合理性的重要指标。目前国内外对石油化工企业节水减排，提高水的综合利用率越来越重视，这方面的研究也成为热点，已经形成多种相关的节水减排理论和技术，现就比较典型的几种作一介绍： 3.1 数学优化理论 从20世纪 80年代起，水的优化分配就已开始研究，且仅针对简单的单杂质系统。到目前数学优化理论有了较大发展。该方法是在工程师定义的约束条件下，以产生新鲜水流量的最小值为目标函数的非线性规划。其主要内容是：建立结构模型，找出约束条件，形成数学模型，即非线性方程组，最后通过数学优化软件设计最优用水系统。该方法是处理多杂质和特殊模型的用水系统问题的有效工具，其中研究较多的有超结构模型等，其缺陷在于结构过于复杂。 3.2 水量平衡测试理论 水量平衡测试技术是指导企业水系统中用水元节水的重要方法。该理论是通过企业用水现状调查，对各用水单元进行水量平衡测试，找出取水量、补充水量、复用水量、排水量、耗水量及渗漏水量之间的关系，绘制水量平衡图；开发查漏技术，建立快速有效的查漏方法，查找漏点并进行修复和改造；通过用水的合理化分析，制定有效的节水方案、措施及行业用水定额体系。但是，该理论仅限于单元节水研究，缺乏对系统的整体性优化研究[3]。 3.3 水夹点技术 水夹点技术[4]由英国曼彻斯特理工学院的YP Wang 和Robin Smith 于1994 年首次提出，将20世纪90年代得到极大发展的过程集成技术应用于新鲜水用量最小化、废水产生量最小化和废水处理系统设计。也就是说，水夹点技术是通过构造浓度组合曲线找出夹点，计算鲜水消耗的最小流量和废水产生的最小流量。依据系统所需的工艺水质和水量状况，通过将部分过程用水进行一水多用、循环复用、串联使用、或加水稀释后再用等，重新对水的流向和流量进行合理规划，从而实现整个系统新鲜水消耗的流量最小和废水产生流量最小。 目前，水夹点技术在工程的应用中都获得了较好的节水减排成效，其推广应用的价值越来越被人们重视。梁伟等[5]以水的循环利用率最大为目标，运用水夹点设计与优化进行分析、综合和改造用水操作，并把计算机技术与水夹点技术结合起来，能够使水夹点技术更有效、更快捷、更准确地完成水系统优化的改造。汤小玲等[6] 应用水夹点技术对焦化用水操作进行了详细分析，实际应用得到了很好的效果。可见应用水夹点理论对企业用水系统进行优化设计，可以获得很好的节水减排效果，有较大的推广应用价值。 4 石化企业节水减排措施 目前对石化企业实施节水减排的措施除了企业对用水系统进行整体规划、 改变废水回用观念外，还应完善用水工艺、开发废水回用技术，完善并推广节水减排理论的工程应用。 在完善用水工艺方面，主要为循环冷却水的使用水平。循环冷却水系统是石化企业重要的公用工程系统，也是石化企业最大的用水单元，一般循环
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