随着世界人口的不断增长和工业的持续发展,水将成为短缺资源,工业用水节约与废水减排已成为人类持续发展的重要前提之一.特别在中国,社会经济的发展带来了缺水、水源污染的副作用.过程工业(包括化工、石油化工、炼油、制药、造纸、冶金、电力等)为用水大户,承担着不可推卸的责任.对此现状,面向未来,除了提高节水意识、国民素质及加强法制外,更需要诉诸于可行的工业用水节约与废水减排的方法与技术.常规的节水措施、节水工艺通常着眼于单个的单元操作或局部用水系统,未能从全系统范围统筹考虑,以此只能达到有限的节水目的.要深入做好节水减排工作,应从系统全局的角度考虑水的有效利用.该论文通过对用水过程和废水处理过程的内在特性和相互关系的分析,追随不同水流在系统中的演变过程,将用水系统分为转化、利用和回收与再生三个子系统.从系统工程的角度,在借鉴能量利用系统三环节模型的基础上,建立了描述用水系统的水三环节模型.该模型从系统的角度考虑水的转换、利用和废水的再生回用过程,把整个用水系统作为一个有机的整体进行集成考虑.论文提出了各子系统用水优化的目标函数以及用水系统全局综合优化的分解协调策略方法,为系统全局的节水减排工作提供指导.考虑到石化工业不仅是工业用水的大户,更是废水排放的大户,论文选取过程工业中有代表性的炼油企业,对其用水系统进行分析、概括和适当简化,给出了炼油企业给排水系统三环节模型.针对中国石化工业用水系统综合考虑不够,水重复利用水平普遍较低,污水回用率不高,加工每吨原油排放污水远高于国际水平的现状,基于系统全局考虑,挖掘石化工业节约用水、减少废水排放的潜力具有重要的理论与实际价值.该论文将石化炼油企业主要用水设备按其在用水过程中的功能分别归入三个环节中,并且依据三环节的划分,分别对石化炼油企业各子系统的各项水流的细项及其处理、利用、回收进行简要的分析说明,综合分析、归纳和探讨了各个环节(子系统)成熟可行的节水技术和节水方法.通过合理利用相关的节水技术、方法对用水系统进行优化设计或改进,实现用水系统整体优化.最后,以某炼油企业循环水系统和某石化公司化工厂为例,通过对其用水现状的系统分析,指出目前存在的主要问题,对其循环水利用、凝结水回收等方面提出了优化改造建议.