Konieczność oszczędzania wody i ograniczania zrzutu szkodliwych zanieczyszczeń w ściekach nie jest w przemyśle nowością i od wielu lat stanowi ważną część praktyki produkcyjnej. Pojawiające się ograniczenia w poborze wody świeżej, przepisy dotyczące zrzutu wody zanieczyszczonej wymuszają stosowanie kosztownych technologii oczyszczania ścieków lub modernizację, bądź budowę nowych oczyszczalni.
To wszystko podraża koszty produkcji, dając bodziec do zmniejszania poboru świeżej wody, jak i ilości zrzucanych
ścieków. W przemyśle rafineryjnym i petrochemicznym różnemetody oszczędzania, wykorzystujące programowanie
matematyczne, są dobrze znane i szeroko stosowane [1].

Układy wodno-ściekowe w zakładach przemysłowych
W przemysłowym gospodarowaniu wodą można wyróżnić operacje użytkowania, jak i regeneracji. W trakcie operacji użytkowania wzrasta ilość co najmniej jednego składnika zanieczyszczenia w strumieniu wody. Jest to zwykle powodowane kontaktem wody z materiałami występującymi w procesie produkcyjnym. Przykładami mogą być: ekstrakcja w fazie ciekłej, mycie aparatów procesowych, mycie surowca, hydrotransport surowca, usuwanie pyłów z gazu i in.
W celu obniżenia poziomu zawartości składników zanieczyszczenia w wodzie zużytej stosuje się operacje regeneracji, wykorzystujące różne procesy jednostkowe, jak np. koagulacja, sedymentacja, flotacja, filtracja.
Badając funkcjonowanie układu wodno-ściekowego, rozpatruje się zbiór wykonywanych w tym układzie operacji użytkowania i operacji regeneracji, wraz z połączeniami między operacjami. W ogólnym przypadku, do operacji użytkowania może być doprowadzona woda świeża spoza układu, woda zużyta (o odpowiednio niskiej zawartości zanieczyszczeń), względnie woda zregenerowana. W przemyśle dąży się do oszczędnego wykorzystania wody przy uwzględnieniu czynników ekonomicznych. Granicę możliwości oszczędzania można wyznaczyć, poszukując optymalnych rozwiązań układu wodno-ściekowego, przy czym optymalizacja dotyczy struktury połączeń pomiędzy operacjami oraz przepływów wody w tych połączeniach. Funkcja celu może wyrażać zużycie wody świeżej lub koszty funkcjonowania układu.
Do głównych zadań układu wodno-ściekowego należą: pobór wody świeżej, użytkowanie wody do celów przemysłowych, regeneracja wody zużytej, zrzut ścieków.

W tym układzie użytkowanie wody do celów przemysłowych obejmuje operacje użytkowania w procesie technologicznym, a także w kotle i układzie parowym oraz układzie chłodzenia. Część wody z kotła parowego i chłodni jest odprowadzana jako odmuliny do ścieków, aby uniknąć nadmiernego stężenia składników zanieczyszczenia. W przemyśle mogą być wykorzystywane wody o różnym składzie fizykochemicznym i biologicznym, odpowiednio do wymagań jakościowych zależnych od przeznaczenia.
Jakość wody jest wyrażana przez różne parametry, np. przez stężenie składników zanieczyszczenia, a do
wskaźników można np. zaliczyć: biochemiczne zapotrzebowanie tlenu, chemiczne zapotrzebowanie tlenu, zawartość fosforu ogólnego, odczyn, zawartość siarczków, twardość ogólną, zawartość wapnia, zawartość zawiesiny ogólnej, zawartość związków azotu.

Zanieczyszczenie wody powoduje odkładanie się osadów i kamienia kotłowego oraz wydzielanie się mułów, a w następstwie – utrudnienie wymiany ciepła, korozję urządzeń i inne ujemne skutki. Ponieważ nie do wszystkich celów przemysłowych niezbędna jest woda o najwyższej jakości, to w wielu zakładach wykorzystuje się sposoby obniżenia zużycia wody przez: użytkowanie wody zużytej, użytkowanie wody zregenerowanej, zamknięcie obiegu z zastosowaniem wody zregenerowanej.