習(xí)近平總書記在全國生態(tài)環(huán)境保護大會上強調(diào)，堅持把綠色低碳發(fā)展作為解決生態(tài)環(huán)境問題的治本之策，加快形成綠色生產(chǎn)方式和生活方式，厚植高質(zhì)量發(fā)展的綠色底色。石油石化企業(yè)必須堅持貫徹綠色環(huán)保理念，積極采取更加環(huán)保的生產(chǎn)方式和生產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護“兩手抓，兩手都要硬”。
　　2023年12月，中國石化以“綠色發(fā)展融創(chuàng)未來”為主題舉辦“2023水處理技術(shù)與裝備展覽會”，多項研究成果在展會上亮相。同年7月，中國石化召開第十八屆水處理技術(shù)研討會，探討用水管理、節(jié)水減排、廢水處理等技術(shù)，助力石化行業(yè)減污降碳協(xié)同增效，推動綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型。
　　近年來，中國石化圍繞水處理技術(shù)進行了一系列的研究和探索，促進水資源的有效、清潔、循環(huán)利用，在發(fā)展經(jīng)濟的同時，為保護綠水青山作出了貢獻。
　　智慧水務(wù)，助力減污降碳協(xié)同增效
　　“十四五”期間，我國生態(tài)文明建設(shè)進入以降碳為重點戰(zhàn)略方向、減污降碳協(xié)同增效的關(guān)鍵時期。2022年6月，生態(tài)環(huán)境部、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運輸部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家能源局等7部門聯(lián)合印發(fā)《減污降碳協(xié)同增效實施方案》，為2030年前協(xié)同推進減污降碳提供了行動指南和工作方針。中國石化作為國有重要骨干企業(yè)，積極承擔社會責任，發(fā)揮引領(lǐng)作用，率先啟動國內(nèi)規(guī)模最大的綠色企業(yè)行動計劃，實施2030年前碳達峰“八大行動”，持續(xù)深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)，推進降碳、減污、擴綠、增長齊頭并進，在保障能源安全的同時推動行業(yè)綠色低碳發(fā)展。
　　新形勢下，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展勢頭迅猛。中國石化持續(xù)推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動信息技術(shù)在環(huán)保工作中的應(yīng)用，實行“大系統(tǒng)”管理模式，形成了“取水→制水→供水→用水→排水→處理回用”的系統(tǒng)循環(huán)，提升了水資源循環(huán)利用水平，推動自身水務(wù)管理邁入全新發(fā)展階段。
　　2018年，中國石化發(fā)布標準化水場建設(shè)要求，按照“管理標準化、運行自動化、數(shù)據(jù)信息化、環(huán)境友好化、決策智能化”原則，以運行自動化和數(shù)據(jù)信息化為基礎(chǔ)，分步打造標準化水場，實現(xiàn)了現(xiàn)場少（無）人值守的智慧化運行。2021年，中國石化完成水務(wù)管理信息系統(tǒng)企業(yè)端推廣建設(shè)，實現(xiàn)了水務(wù)裝置信息化全覆蓋。2022年，中國石化啟動智慧水務(wù)試點建設(shè)工作，實現(xiàn)運行自動分析、自動預(yù)警和問題診斷，形成水處理、機泵運行等方面的優(yōu)化建議，指導(dǎo)企業(yè)深入開展運行優(yōu)化，實現(xiàn)運行管理的決策智能化。
　　中國石化安全工程研究院、北京交通大學(xué)分別從污水產(chǎn)排智能管控、水網(wǎng)低碳運行兩個角度為未來石化行業(yè)智慧水務(wù)建設(shè)提供了可能的路徑。安工院基于多參數(shù)水質(zhì)快速監(jiān)測傳感器和關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)的機器學(xué)習(xí)模型，建立基于石化裝置生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)的排水水質(zhì)軟測量模型，可實時掌握石化生產(chǎn)裝置排水水量及污染物濃度；研發(fā)了污水處理過程水質(zhì)參數(shù)智能建模、操作變量多目標優(yōu)化調(diào)控和出水污染物超標預(yù)警等方法，形成了石化污水處理智能預(yù)測與控制成套技術(shù)。北京交通大學(xué)與石科院合作，建立了水網(wǎng)絡(luò)智慧碳管控平臺，針對水系統(tǒng)運行過程中的碳排放進行核查與管理，實現(xiàn)工業(yè)水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的智慧化碳管控，同時可實現(xiàn)不同情景的碳排放預(yù)測分析，為決策者提供減排路徑建議。
　　節(jié)水減排，水處理技術(shù)大展身手
　　石化行業(yè)屬于五大高耗水行業(yè)之一。“十三五”以來，在習(xí)近平生態(tài)文明思想的指引下，節(jié)水減排已成為各行業(yè)的共識。2021年，全國萬元工業(yè)增加值用水量從2015年的58.3立方米降至28.2立方米，規(guī)模以上工業(yè)用水重復(fù)利用率從89%提高至92.9%，石化行業(yè)節(jié)水也取得一定成效，單位產(chǎn)品取水量呈明顯下降趨勢。2022年，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委等六部門聯(lián)合發(fā)布《工業(yè)水效提升行動計劃》，明確提出到2025年，全國萬元工業(yè)增加值用水量較2020年下降16%，石化行業(yè)主要產(chǎn)品單位取水量下降5%。
　　中國石化秉持綠色低碳發(fā)展理念，以“清污分流、污污分治、分級控制、分類利用、達標排放、總量控制全過程管理”為原則，依托所屬科研院所和生產(chǎn)企業(yè)不斷研發(fā)投用自主創(chuàng)新技術(shù)，從前期研究到后期生產(chǎn)操作積累了豐富經(jīng)驗。通過優(yōu)化過程控制、提升管理水平、實施精細化操作等，在減少廢水產(chǎn)生量的同時，有效實現(xiàn)廢水資源化再利用，節(jié)水減排取得明顯成效。
　　業(yè)內(nèi)專家認為，未來石化行業(yè)在繼續(xù)推進節(jié)水減排的過程中，綠色高效低碳循環(huán)水技術(shù)、石化廢水除油與脫氮技術(shù)、廢水零排放與資源化技術(shù)三項核心技術(shù)必將發(fā)揮中流砥柱作用。
　　除垢緩蝕，水資源有效循環(huán)利用
　　循環(huán)水系統(tǒng)的用水量占企業(yè)總用水量的50%~90%，其穩(wěn)定運行不僅是保證企業(yè)節(jié)水減排的關(guān)鍵，而且是維護工藝側(cè)長周期運行的核心要素。隨著我國對水資源保護的日益重視，石化企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的污水回用比及濃縮倍數(shù)不斷提升，“腐蝕”“結(jié)垢”及“微生物”這三項困擾業(yè)界多年的污水回用難題日趨凸顯，其引發(fā)的物料泄漏、黏泥爆發(fā)等后果亦對企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的安全運行造成嚴重威脅，推廣應(yīng)用綠色高效低碳循環(huán)水技術(shù)是石化行業(yè)實現(xiàn)節(jié)水減排的必經(jīng)之路。
　　“石科院可以為石化企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的綠色高效低碳運行提供技術(shù)支撐，為煉化企業(yè)解決污水回用過程中產(chǎn)生的腐蝕、結(jié)垢、微生物爆發(fā)、物料泄漏等痛點難點問題。”石科院專家孫飛表示。
　　在減少腐蝕與結(jié)垢方面，石科院自主研發(fā)出以多功能新結(jié)構(gòu)無磷聚合物為主劑的系列高效低/無磷阻垢緩蝕劑及處理技術(shù)，入選工信部、水利部《國家鼓勵的工業(yè)節(jié)水工藝、技術(shù)和裝備目錄》，目前已在中韓（武漢）石化、九江石化、寧夏能化、滄州煉化、中科（廣東）煉化東興分部等地處長江經(jīng)濟帶、黃河流域、京津冀、沿海等不同區(qū)域的20余套循環(huán)水系統(tǒng)開展工業(yè)應(yīng)用或工業(yè)試驗，部分企業(yè)污水回用比超90%，腐蝕、黏附速率遠優(yōu)于管理標準，每年創(chuàng)效預(yù)計超過3000萬元，回用污水700萬立方米。未來，該技術(shù)還將在燕山石化、九江石化、金陵石化、中天合創(chuàng)等8家企業(yè)開展進一步應(yīng)用，預(yù)計每年可回用污水1620萬~2310萬立方米。
　　此外，在微生物控制方面，石科院自主研發(fā)高效生物黏泥剝離降解技術(shù)，可有效避免黏泥二次沉積而降低循環(huán)水系統(tǒng)的換熱效率，已在九江石化、茂名石化、高橋石化等企業(yè)應(yīng)用。在物料泄漏控制方面，石科院自主研發(fā)物料泄漏溯源分析系統(tǒng)，基于烴指紋數(shù)據(jù)庫可以在兩小時內(nèi)快速準確識別并精準定位泄漏油品的裝置及水冷器。在高效低碳運行方面，石科院可為煉廠循環(huán)水系統(tǒng)提供整體能耗優(yōu)化解決方案，助力循環(huán)水系統(tǒng)碳減排。
　　分離除油，污水處理效率再提升
　　“油”是污水處理的“頑疾”，是影響污水系統(tǒng)運行效率和處理效果的主要因素之一。原油的開采、輸送、儲存、煉制過程中均會產(chǎn)生大量含油廢水，特別是當生產(chǎn)裝置處理重劣質(zhì)原料油或運行不穩(wěn)定時，污水常常嚴重帶油并呈乳化狀態(tài)，導(dǎo)致下游的污水系統(tǒng)受到?jīng)_擊，處理后的污水無法穩(wěn)定達標。分離生產(chǎn)裝置排水中夾帶的油類物質(zhì)，可以有效減少企業(yè)污水處理場負荷、提升污水處理效率。
　　石科院專家認為，開發(fā)具有高選擇性分離能力且可長期循環(huán)使用的新型聚結(jié)材料及除油裝置是有效實現(xiàn)油水分離的關(guān)鍵。石科院通過對典型含油廢水的油類污染物的分布特征和分散相油滴潤濕聚并機理開展研究，利用仿生集成具有特殊潤濕性的聚結(jié)材料開發(fā)出了高效廢水除油裝置，可將空塔頂冷凝水的石油類質(zhì)量濃度從50000毫克/升降至300毫克/升以下，電脫鹽切水的石油類質(zhì)量濃度從30000毫克/升降至50毫克/升以下，回收油中水的質(zhì)量分數(shù)僅為0.1%~0.8%，除油效果顯著。
　　中國石油大學(xué)（華東）應(yīng)用化學(xué)系教授趙瑞玉提出，可根據(jù)油田含油污水的特點，集電絮凝、電氣浮、電破乳凝聚、殺菌等多種功能于一體，通過采用電絮凝工藝減少鹽的引入和污泥量，實現(xiàn)對含油污水的短流程高效經(jīng)濟處理。
　　污水脫氮，維護水資源生態(tài)功能
　　污水系統(tǒng)的總氮脫除是當下業(yè)界的關(guān)注熱點。水中氮含量過高會導(dǎo)致富營養(yǎng)化，造成水體發(fā)黑發(fā)臭、藻類大量繁殖乃至出現(xiàn)水華赤潮等現(xiàn)象，對生態(tài)環(huán)境造成較大危害。近年來，國家對污水中總氮的排放限值逐年嚴格。2015年7月，生態(tài)環(huán)境部出臺《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》（GB 31571-2015），規(guī)定污水總氮的特別排放限值為30毫克/升。為滿足國家標準，生產(chǎn)企業(yè)必須對高總氮廢水進行脫氮處理。
　　南化公司針對硝基氯苯廢水（總氮波動范圍為300~2000毫克/升）開發(fā)并建設(shè)了硫自養(yǎng)反硝化脫氮裝置，使用過程中無須投加有機碳源，以無機碳源作為電子供體的硫氧化細菌，在缺氧或厭氧條件下從還原態(tài)的硫化物獲取能量及電子，以NO3--N作為電子受體，將其還原為N2，實現(xiàn)總氮的脫除，保證了總排口出水的穩(wěn)定運行，可為企業(yè)節(jié)省約40%的運行費用。
　　北京工業(yè)大學(xué)與石科院針對業(yè)界的“老大難”問題——高毒性腈綸廢水脫氮合作開展技術(shù)研發(fā)。一方面通過強化策略，實現(xiàn)氨氧化優(yōu)勢菌種的富集與持留，維持系統(tǒng)氨氧化功能基因，實現(xiàn)微生物氨氧化活性的強化；另一方面采用厭氧氨氧化與短程硝化耦合的自養(yǎng)脫氮技術(shù)，“雙劍合璧”解決腈綸廢水脫氮難題。
　　此外，廢水零排放與資源化利用等相關(guān)技術(shù)受到業(yè)內(nèi)專家關(guān)注。煤化工廢水的鹽分多來源于原水、原料煤及水處理過程中添加的藥劑。為此，有針對性地開展源頭減鹽可降低末端壓力。針對蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)鹽價值較低的問題，可采用氯化鈉/硫酸鈉制純堿、制酸堿等技術(shù)實現(xiàn)高值化。
　　油泥處理，助力資源化與減量化
　　地下水是戰(zhàn)略水資源和綠水青山的保障。國家對土壤地下水環(huán)境管理要求日趨嚴格，石化企業(yè)土壤地下水環(huán)境管理面臨新的挑戰(zhàn)。生態(tài)環(huán)境部土壤與農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)管技術(shù)中心研究員李娟表示，“十四五”期間，國家將強化重點單位土壤和地下水污染源頭預(yù)防和風(fēng)險管控，推進在產(chǎn)企業(yè)邊生產(chǎn)、邊管控、邊示范。
　　石化企業(yè)和油田企業(yè)產(chǎn)生的廢渣廢水在進入污水車間處理后，有害物質(zhì)會被濃縮到隔油池底泥、浮選池浮渣、原油罐底泥中，俗稱“三泥”。其組成復(fù)雜，不僅含有大量老化原油、瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)、膠體、細菌、固體懸浮物、鹽類、腐蝕性產(chǎn)物、酸性氣體等，而且含有在生產(chǎn)過程中所加入的緩蝕劑、凝聚劑、殺菌劑、阻垢劑等水處理劑。此外，廢棄鉆井油基泥漿、油泥砂、罐底油泥、落地原油等也具備生態(tài)危害性。以上油泥全部被列入《國家危險廢物名錄（2021年版）》，必須進行綠色無害化處理。
　　集團公司高級專家秦冰團隊根據(jù)含油污泥的不同特點，對癥下藥研發(fā)相應(yīng)處理技術(shù)。針對浮渣及污油泥，通過專用調(diào)質(zhì)預(yù)處理技術(shù)，降低物料穩(wěn)定性，改善油品性質(zhì)，結(jié)合高速離心等組合工藝實現(xiàn)物料有效分離，實現(xiàn)污油泥凈化回收與減量。針對剩余污泥，利用熱和減量劑協(xié)同作用水解有機物，破壞污泥細胞，釋放胞內(nèi)水分，實現(xiàn)污泥的大幅減量，對煉油、化工、乙烯、煤制氫、市政污水生化剩余污泥的減量率均超過97%，具有7年工業(yè)化試驗和運行經(jīng)驗，獲得中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會科技進步二等獎。
　　針對落地油泥，該團隊研發(fā)新型淋洗-微生物耦合技術(shù)，以環(huán)境友好的雙子型生物基淋洗劑處理含油量高、膠質(zhì)瀝青質(zhì)重組分多的油污土壤及含聚油泥，實現(xiàn)油含量從20%降低到2%以下，去除率高達90%；篩選耐高鹽堿的石油烴降解菌劑，大幅提升了多環(huán)芳烴、重質(zhì)油等污染物降解效率，目前已在30余個油田退役井場開展油泥處理及油污土壤治理規(guī)模化應(yīng)用，累計完成約4萬噸油泥處理。