燕山石化公司和北京化工集团既是能源发展大户，也是能源消耗和污染物排放大户。化学工业生产多在高温、高压下进行，许多原料和产品易燃、易爆、有毒、有害，生产过程中需要排放大量废弃有毒、有害的水、气、渣。两大集团为了给北京创造一个美好的环境，曾采取多种措施对污染源进行治理。
一、污水治理的漫长之路
燕山石化公司在建厂初期，由于“三同时”（“三废”治理与其他工程同时设计、同时施工、同时投产使用）落实不够，一些污水未经二级生化处理就排入河道和附近的牛口峪污水库，造成水库污染。1970年5月，炼油污水场二级生化处理设备完善后，净化污水质量有所改善，但水质不够稳定，波动较大，对农作物、水井和河道有一定污染。可是当时正是无政府主义泛滥时期，北京石化总厂负责人向北京市、燃化部谎称“污水处理成功”。1971年10月9日，周恩来总理陪同外宾参观时，该厂领导还弄虚作假，说是污水治理后养了金鱼，让外宾看，周恩来信以为真。1972年9月初，周恩来在听取国家计委汇报时，还称赞石化总厂“治理污水有成绩”。当有人汇报石化总厂污水处理成绩不真实，周恩来听后很惊讶也很生气，他说：“我一定要向外国人检讨，说明我们的污水处理并没有过关。……在这个问题没有真正解决之前，再不要邀请外宾去东方红炼油厂参观。……我们一定能够解决工业污染……我们在搞工业建设的同时就应该抓紧解决这个问题，绝对不做贻害子孙后代的事。”1972年9月8日，在国家计划委员会召开的省、市“三废”治理座谈会上，传达了周恩来对北京石化总厂弄虚作假行为的批评。同年10月26日，石化总厂党委向周恩来、北京市革命委员会、燃化部作了《关于污水处理问题的检查报告》。承认在污水处理上讲了过头话，甚至弄虚作假，影响很坏，提出了加强“三废”治理的措施。
石化总厂经中央领导批评后，开始把“三废”治理工作列入日程，组建了管理机构，建立了相关的规章制度和管理措施。首先广泛发动群众开展“节约用水、压缩排污”活动，然后对生产工艺、设备进行改革和改造，加强先期处理，逐步熄灭火炬，大搞废气回收。同时，北京市组织科技力量开展污水深度处理、大气治理，以及污水场浮渣、泥渣和剩余活性污泥治理等研究工作。到1973年底，河道污染范围逐步缩小到离炼油厂7公里的房山县城关镇和周口店镇，这两处的地面水也都达到或接近国家地面水标准。
但是，1976年由于受地震影响，石化总厂由原来加工硫含量较低的大庆原油，改成加工硫含量较高的任丘原油，还将运行装置扩大到42套。由于原油加工量的提高和加工原油含硫量的变化，“三废”猛增，又给“三废”治理工作带来了难度。1988年，大搞技术改造，但是污水处理设施未能同时上马，造成大量超标污水排放到污水处理集散地——牛口峪水库，使库区周围浊气笼罩，地下水源变成黑色，引发了库区周边和下游村民们的不满。
为了彻底解决牛口峪水库污染问题，石化总厂建设了污水净化厂，对污水实施专业化治理，设计能力每小时处理污水2500吨，总占地6.56万平方米，其中绿化面积9840平方米。该厂共建有各种污水处理设备76台，其中69台为国产。一方面采用国内一系列新技术、新药剂、新方法，对污水实施科学生化治理；另一方面从国外引进先进技术和设备加强治理，其中1982年分别与美国、日本等国家的4家企业达成建设环保工程协议和治理方案；1984年又先后与美国ES公司、日本日挥公司和大阪煤气公司，协议治理了化工和炼油污水处理场技术改造扩建、前进化工厂第一污水泵房废油回收及恶臭治理和火车槽车装车密闭化、废渣堆埋场，以及相应的检测技术等项环保项目。该厂1995年投入运营以来，每年处理污水达1100万吨。
在污水库治理方面，首先在污水进库处建起几十个氧气池和1万多平方米的铁水曝气池，栽植了200余亩芦苇“梯田”和大量水葫芦、水浮莲、水葱、水薄荷等植物。众多水生植物和与它们共生的微生物，将水中过多的有机物“吃掉”，极大地改善了库区外的排水质量。由于净化后的污水中生长着大量的“颤蚓”等小生物，水库管理处便在水库里放养了各种鱼类、青蛙、野鸭、白鹅等习水动物，各种鸟类也回到了改造后的牛口峪水库。牛水峪水库重新恢复了昔日的风光，变成了北京西南的一座美丽的水上公园。从1990年6月起，排进污水库的污水全部经过处理，达到北京市三类水体排放标准。近几年，库区管理部门又修建了望鹤亭、蘑菇亭、长廊水榭、游船码头，形成了风光秀美的游览区。
1997年5月，由《北京日报》、北京电视台、北京人民广播电台、《北京经济报》等8家新闻单位组成的“’97京都大地环保行”记者组到燕山石化公司参观，称赞燕化走出了一条生产蓬勃发展、效益不断提高、污染持续降低、环境日益改善的新路子。
进入新世纪以后，燕山石化公司又开始了污水处理后的循环利用问题。2002年9月，投资1634万元建成国内同类规模最大的西区污水回用装置，每小时可生产回用水450立方米。2003年，又投资7000万元，引进世界最新的低压微滤膜和反渗透膜等相关技术，建成了东区污水回用装置，每年能节水600万~700万立方米水，节水量相当于三个昆明湖的水。2005年6月1日，时任国务院副总理曾培炎率国家有关部委领导在燕山石化公司召开全国节能减排工作座谈会，视察东区污水回用装置。公司董事长王永健接了一杯回用水自豪地说：“这里的污水经现代工艺处理，完全达到甚至超过饮用纯净水的标准。”说完，他将满满一杯再生水一饮而尽。与会领导们在惊异和惊喜中受到了感染，纷纷接上一杯再生水品尝起来。
二、多管齐下灭“黄烟”
1971年，周恩来总理陪同外宾参观北京石化总厂时指示：“要把‘黄烟’消灭掉，让祖国的天空是个晴朗的天空嘛！”“综合利用是个大问题，要立志赶超世界先进水平”。
胜利化工厂在中国科学院大连化学物理研究所协助下，对综合利用氧化氮尾气进行了一系列试验，取得了初步成果，并确定了中试工艺流程。1974年1月13日，中国第一套自己研究、自己设计、自己施工建设的生产装置建成投产。经投产后1个多月的考验，尾气中氧化氮含量由原来的1000至5000ppm，降至50ppm（ppm是英文partsperMillion的缩写，意为百万分之一）左右。
废气是北京石化总厂的第二大污染源，一般通过火炬烧掉可燃性废气，非可燃性气体在高空排放，不仅对空气造成污染，也使资源造成很大浪费。在20世纪70年代，燕山石化公司炼油、化工生产平均每天产生460吨左右可燃气体，大部分作燃料使用，剩余100吨左右由5个火炬烧掉，黑烟污染着周围的空气。根据1973年7月7日李先念对上海炼油厂熄灭火炬的批示，北京石化总厂决定对火炬系统进行改造。1973年低，3个火炬熄灭，从火炬气中回收利用高压瓦斯256吨、戊烷油129吨、低压瓦斯42吨。这是燕山石化公司第一次对火炬气的治理和利用。
燕山石化公司实施火炬气回收工程以来，到1889年末，化工系统火炬气回收工作基本完成。其中化工一厂每小时回收火炬气5000立方米；炼油厂火炬气回收率达99%，1年可顶替燃油约2.5万吨；橡胶厂火炬经回收处理后大部分成为民用液化气，少部分作了锅炉燃料。到1997年，燕山石化公司炼油厂、化工一厂、化工二厂、化工三厂、橡胶厂的8个火炬就熄灭了5个，并形成回收5.5万吨火炬气能力。
为了迎接北京奥运会的召开，燕山石化公司加大了火炬熄灭工作的力度。2004年，主要化工装置实现了熄灭火炬的目标；2007年，打响了彻底熄灭火炬“长明灯”的战役。到2008年6月，公司内8支火炬全部熄灭。如今，污水排放量和COD总量、二氧化硫排放量和烟尘排放量、固体废物利用率等环保指标都达到了国家或北京市的标准。公司还荣获了国家环保友好企业称号。
值得一提的是，东方化工厂乙烯废气还实现了全部回收。东方化工厂乙烯系统装置产生的大量可燃气体，以往都是通过火炬系统燃烧排放掉。为将这些可燃废气回收利用，东方化工厂于2003年和2007年分别增建一台每小时10吨燃气锅炉和两台每小时75吨循环流化床锅炉，掺烧火炬气。后来，又进一步加以改造，将剩余的部分火炬气引入燃煤锅炉掺烧。2011年8月，改造后的锅炉相继投入使用，不仅实现了火炬气全部回收利用的目标，锅炉每天还节省燃煤60吨，为停运燃气锅炉创造了条件。
三、停止生产和使用含铅汽油
北京市从1972年开始供应无铅汽油，那是北京市石油公司和胜利炼油厂联合试验调配出的无铅汽油，并不是炼制品。1994年9月25日，北京市市区10座加油站开始试销胜利炼油厂生产的93号无铅汽油。同年11月25日，东方红炼油厂利用二催化装置，采用北京石油化工科学研究院开发研制的CHO-2辛烷值助剂，生产出首批3150吨无铅汽油，结束了北京不能生产高档无铅汽油的历史。1997年3月15日，燕山石化公司炼油厂停止生产70号汽油和有铅汽油，全部生产90号以上无铅汽油。与此同时，北京市8个城近郊区内的所有加油站自1997年6月1日起供应燕山石化公司生产的无铅汽油；1998年1月1日，全市实现无铅汽油供应。1998年10月，燕山石化公司炼油厂在生产90号、93号无铅汽油的同时，利用三催化装置生产的汽油含辛烷值较高的特点，调和出高附加值的97号无铅汽油，供国宾车队和中央首长车队使用。
从1997年燕山石化公司炼油厂生产无铅汽油起，到2003年，生产的汽油中硫含量就降至500ppm（500ppm指1升汽油中的硫含量必须小于500毫克），当时被称为清洁汽油。
过去烧柴油汽车屁股上总是冒着浓浓的黑烟，尤其是夏天会给路人留下一种难闻的臭味。2004年，燕山石化公司炼油厂开始对柴油生产进行改造，首次生产出京标A柴油（相当于欧Ⅱ排放标准）。2005年，燕山石化公司又生产符合欧Ⅲ排放标准的京标B汽柴油，硫含量再降至150ppm。使用京标A汽柴油后，机动车二氧化硫排放量每年可减少2760吨；使用京标B汽柴油，每年可再减少二氧化硫排放量3430吨。
