我国北方大部分地区由于水资源缺乏，新鲜水补充困难，所以首先从北方炼厂开始了污水回用研究与应用工作。
任志峰等对燕山石化牛口峪水库石化污水回用于循环冷却水进行了动态模拟试验研究,确定了试验方案和工艺条件。试验证明，筛选的水处理药剂YA或YB水处理效果明显,浓缩倍数可控制在2.0～2.5倍，碳钢试管的各项指标分别达到中石化标准的“可以允许”级和“好”级，优于国家标准GB50050—1995的规定,同时未发现不锈钢有孔蚀。镇海炼化在排放污水优于国家综合排放标准一级标准的基础上，采用“生化达标处理一沉淀杀藻一絮凝过滤一加氯杀菌适度“的适度处理工艺，处理污水基本回用于循环水系统作为循环冷却水补充水。并分别于2003年3月和2004年7月建成Ⅰ期和Ⅱ期污水适度处理装置并投用，使镇海炼化的污水回用能力达到600m3/h，使镇海炼化的吨油耗水量从2002年的0.81t/t降到2004年的0.5t/t，吨油排水量从2002年的0.35t/t降到2004年的0.13t/t，取得了明显的节水减排成果。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
锦州石化公司污水回用装置采用由哈尔滨华春药化环保技术开发有限公司和锦州石化公司设计院设计的生物过滤、纤维精滤、吸附除氨、臭氧氧化和生物活性炭等工艺过程，设计处理污水量550m3/h，处理出水主要指标中COD平均为3.62mg/L，石油类平均为0.76mg/L，氨氮平均为0.65mg/L，浊度平均为1.67NTU。投用后各项指标达到设计标准,产品水全部送到循环水场做补充用水。青岛石化采用流动床生物膜反应器(MBBR)、高级氧化(CAOT)、超滤(UF)膜和反渗透(RO)膜相组合的污水回用工艺，项目实施后每年回用污水890.4kt，年减少排放1.1872Mt污水和57tCOD，经济效益和社会效益明显。北方某电厂对石化污水的深度处理工艺采用曝气生物流化池ABFT(AerationBio-logicalFluidizedTank)工艺+混凝澄清工艺对石化污水进行处理，采用投加石灰进行混凝澄清处理的工艺对电厂循环水排污水进行处理，2种污水合并后进入变孔隙滤池处理,处理后的出水达到电厂循环冷却水水质标准,已用于生产发电。
近年随着国家对工业污水回用的日趋重视，污水回用逐步扩展到南方沿海石化企业。中石化茂名乙烯将二级生化处理的达标污水在原有污水处理的流程上增加了内循环BAF池和高效纤维过滤器两部分工艺适度处理后，用于循环水补充水或其他用途，进一步提高水的重复利用率。污水回用核心技术采用内循环BAF工艺和高效纤维过滤器工艺，处理出水的COD、氨氮、石油类和悬浮物浓度等主要指标可分别小于50、5.0、2.0和10mg/L，浊度小于5.0NTU，符合乙烯化工循环水补充水的要求。
