1 概述
水是基础性的自然资源和战略性的经济资源，水资源的可持续利用是经济和社会可持续发展的极为重要的保证。我国是世界上水资源贫乏的国家之一，人均年占有水资源量居世界第109位，而且水资源的时空分布十分不均。天津、长春、大连、青岛、唐山、烟台等北方城市已经受到水资源短缺的严重威胁。同时，南方沿海部分地区也存在着水质性和资源性缺水状况。
水是工业的血液，目前我国的工业用水量占总用水量的1／4。化学工业特别是煤化工行业作为用水大户，万元产值综合耗水量约100 t左右。在华北地区，新鲜水价格最高已达5元/t以上，也就是说1 t甲醇仅新鲜水费用就达到100元左右。由于我国煤炭资源与水资源的逆向分布，水资源己成为西部各省发展能源化工产业的主要制约因素。因此煤化工行业的节水要求日益紧迫。
目前，我国化工行业用水状况与国际先进水平相比还存在着很大差距，尚有很大的节水空间。据报道，美国、加拿大和墨西哥三国化工单位产值耗水量为38 m3／万元，仅为我国的二分之—。单位产值用水量的加大，不仅浪费了宝贵的水资源，更大的问题是将直接加大废水的排放量。由于人们对环境关注的日益加强和环境保护法规的日益严格，节约用水将成为化工企业减轻环境影响、提高经济效益的重要手段。采用节水的先进工艺、设备，对于降低水耗、减少污染、提高效益、保护环境、实现可持续发展具有重大的意义。
2 国内外节水理论的研究
随着国内外对企业节水减排、提高水的综合利用率的重视，节水理论方面的研究成为了热点。有关节水减排的理论丰富多样，比较典型的有水平衡测试理论、数学优化理论、水夹点理论等。
2.1 水平衡测试理论
水平衡测试技术是指导企业水系统中用水单元节水的重要方法。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。
2.2 数学优化理论
从上世纪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。
2.3 水夹点理论
水夹点技术是通过构造浓度组合曲线找出夹点，计算新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产生废水流量最小。与水平衡测试理论相比，水夹点技术着眼于整个用水系统的优化研究，使整个用水系统的新鲜水用量和废水排放量达到最小化。但在实际操作中应考查水的pH值、进出水温、过程用水之间的距离及用水安全性等。其最大的缺陷是难以获得相关极限数据，工程应用难度较大，但其节水思路值得借鉴。
3 煤化工行业节水技术
工业节水必须革新工艺，研究与推广新技术。目前国内外煤化工行业节水技术的改进主要基于以下几方面。
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