我国的人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4，水资源在时间和地区分布上很不平衡，南方多北方少。目前，天津、长春、大连、青岛和唐山等大中城市已受到水资源短缺的严重威胁。不仅仅水资源总量不足，水体污染、水的功能性退化加剧了水资源的危机。

长期以来，人们把用过一次的水称为“污水”“下水”“废弃水”，难以相信它还能使用。殊不知，水是自然界中唯一不可替代，也是完全可以再生的资源。

近年来，污水回用越来越成为人们的共识，尤其是污水回用，被誉为城市可靠的“第二水源”，是解决水资源短缺的最可靠途径。一方面因闹水荒而影响工农业生产和居民的生活质量，一方面和供水量相等的污水白白流失，既污染了环境，又浪费了宝贵的水资源。污水就近可得，处理的难度比海水淡化小，深度处理的投资和运行费用都不高，作为第二水源要比长距离引水、海水淡化、雨水利用更加实际，最重要的是污水回用还具备缓解城市水荒的能力。国外的污水回用很早就已开始，且规模都很大。日本上个世纪六七十年代的经济腾飞就是靠污水回用解决了水的需求矛盾。美国加州的降雨量很少，污水回用的工程随处可见。

天津市作为北方地区的枢纽城全国最缺水的地区之一，引滦入津及引黄济津工程虽然缓解了该市的缺水矛盾，但滦河水及黄河水逐渐干枯而导致无水可引，开辟新的水源迫在眉睫！中国石油大港石化公司地处天津市南端，是一家大型石油炼制企业，也是天津地区主要的用水大户，缺水严重制约了企业的快速发展。为解决企业发展的“瓶颈"问题，公司决定开展技术攻关，采用适当的工艺将厂区经过常规二级处理的炼化污水（约300万m³/年）深度处理后回用到工业生产、办公杂用、绿化等领域，以降耗增效，为公司的长远发展提供可靠的保障。

炼化污水是原油炼制、加工及油品水洗等过程中产生的一类废水，污染物的种类多、浓度高，对环境的危害大。二十世纪六、七十年代以来，国内炼化厂大多采用“隔油→浮选-→生化”工艺（即“老三套”工艺）处理污水，外排水基本可以达标。但是，外排水仍含有一定浓度的污染物，主要是有机物、NH3-N、残余的油、细菌总数、SS等，且外排水的颜色较深，无法直接回用。

国外炼化企业的吨油耗水量和产生的污水量均很少，污水一般采用三级处理，外排水的污染物浓度低，污水的回用率高。国内炼化污水回用的探索早在二十世纪七十年代就开始了，由于种种原因，先后停止了回用。九十年代以后，我国的缺水矛盾突出，节水和污水回用成为人们的共识，污水回用的研究和应用日益广泛。

炼化污水深度处理常采用物理、化学和生物深度处理方法等。膜分离氧化技术和生物深度处理是当前炼化污水深度处理研究的热点。膜分离技术主要用于炼化污水的脱油、去除悬浮物或者除盐；03氧化技术在炼化污水回用中的应用日益广泛，电化学技术、光化学技术用于污水深度处理的研究尚处于实验阶段。生物深度处理具有除效率高、抗冲击力强、运行费用低等优点，再经过后处理能够获得良好的再生水，这是浓度较高的外排水回用处理优先考虑的技术。此外，有研究者将达标外排水直接回用于循环水系统，利用药剂来控制结垢、腐蚀和杀生的目的。

为高起点研究与开发炼化污水再生技术，2000年3月，中油大港石化公司引进油田博士后工作站（本人），和该公司的技术骨干李建忠、周光霞、唐贤春等人组建成课题组，开始了长达一年多的小试和中试研究工作。课题组依托同济大学城市污染控制国家工程研究中心，在调研国内外炼化行业污水处理和回用现状的基础上，开发了一种新的工业废水再生工艺，采用“悬浮载体生物氧化、石英砂过滤、臭氧部分氧化和生物活性炭吸附、消毒”等工艺流程，以彻底去除不同类型的污染物。

悬浮载体生物氧化法是二十世纪九十年代发展起来的一种新的处理技术采用密度和水接近的填料，这种填料的表面积巨大，不需要填料支架，正常的曝气强度就可以促使其流化，具有生物流化床的优点和活性污泥法的特点，对多种溶解性污染物都有良好的去除效率，而运行费用很低，管理十分方便。国外同类技术正进入生产应用阶段。臭氧部分氧化与生物活性炭组合应用，能够彻底去除微量有机物质、色度，研究表明，两者的组合应用既降低了臭氧的投加剂量，又为活性炭表面的微生物代谢提供了可利用的基质和溶解氧，极大地延长了活性炭的使用寿命，从而降低了处理的费用。

中试装置连续稳定运行了11个月，课题组开展了多项实验。小试和中试实验结果表明，深度处理后的出水清澈、无色、无味，C0D_cr小于40mg/l，BOD₅小于6mng/l，油低于1.0ng/l， 悬浮物浓度低于10 mg/l，细菌总数小于10³个/l，其他水质指标也均达到了工业生产、生活杂用的要求。该工艺用于石化等工业废水的深度处理具有除污染效率高、运行稳定、处理费用低（不到1.0元/m）、抗冲击能力强等优点，特别适宜于企业的污水回用领域。

小试和中试研究成功后，中国石油天然气股份有限公司投资1759万元利用该成果将原有废弃的处理能力为180m³/h的污水处理装置改建为日处理量达7000~ 8000 m³的污水回用工程。外排水深度处理的工艺流程为：外排水经过调节池短暂停留后进入悬浮载体生物处理池，溶解性污染物主要在这里被去除，生化出水经过絮凝气浮和石英砂过滤后分成三路：一部分进入全厂的绿化用水管网，直接用做绿化；一部分进入反冲洗进水池，用于过滤池的反冲洗；绝大部分水进入后续处理。深度处理的出水消毒后进人新鲜水储罐，最后进入全厂的新鲜水管网。

目前，污水回用工程已正式投产一年多，再生污水300多万m³，出水完全符合国家生活杂用水标准，现已应用于工业生产、生活杂用、绿化等，效果十分良好。石化公司的外购新鲜水量降低了5000 m³/天，厂区基本实现污水零排放目标，达到和超过了预期目标。工程运行后每年可节约成本700万元左右，3年即可收回工程投资。此外，该项目的实施，对于缓解天津地区的缺水矛盾，减少向渤海的污染物排放，促进环渤海：地区的“碧海计划”也具有现实的意义。

[同济大学环境学院 陈洪斌/文]