化學(xué)工業(yè)區(qū)生態(tài)建設(shè)模式構(gòu)想*

劉 鳳，董 鑫

（天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)區(qū)（原化學(xué)工業(yè)區(qū)）總公司，天津 300480）

化學(xué)工業(yè)區(qū)生態(tài)建設(shè)模式構(gòu)想*

劉 鳳，董 鑫

（天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)區(qū)（原化學(xué)工業(yè)區(qū)）總公司，天津 300480）

化學(xué)工業(yè)園區(qū)的生態(tài)建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，主要牽涉到園區(qū)整體基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、化工招商方向，化工產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成等方面?，F(xiàn)從化工區(qū)企業(yè)內(nèi)，企業(yè)間，園區(qū)內(nèi)等方面，由目前我國(guó)及國(guó)際對(duì)生態(tài)工業(yè)的要求和發(fā)展入手，主要討論和分析化學(xué)工業(yè)區(qū)的生態(tài)建設(shè)。

化學(xué)工業(yè)；化學(xué)工程；生態(tài)學(xué)；系統(tǒng)耦合

在化工-生態(tài)和諧系統(tǒng)中，“化工”這一概念是指“化學(xué)工業(yè)、化學(xué)工程學(xué)、化學(xué)工藝學(xué)、化工單元操作等名詞的簡(jiǎn)稱”，通常指化學(xué)工業(yè)或化學(xué)工程學(xué)?！吧鷳B(tài)學(xué)”是研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機(jī)理的科學(xué)，生態(tài)化工就是以生態(tài)學(xué)原理為指導(dǎo)，以生物技術(shù)為手段、促進(jìn)生態(tài)化工系統(tǒng)良性循環(huán)、實(shí)現(xiàn)化工與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展而建立起來(lái)的一種新型的化工生產(chǎn)方式。

1 國(guó)內(nèi)外生態(tài)園區(qū)發(fā)展情況

1.1 國(guó)家對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)工業(yè)發(fā)展的政策要求

人類在發(fā)展過(guò)程中，越來(lái)越感到自然資源并非取之不盡，經(jīng)濟(jì)要持續(xù)發(fā)展，客觀上要求轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式，探索新的發(fā)展模式，減少對(duì)自然資源的消耗和生態(tài)系統(tǒng)的破壞。在這種情況下，循環(huán)經(jīng)濟(jì)便應(yīng)運(yùn)而生。

從資源流程和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)資源、環(huán)境影響的角度考察，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式存在著兩種模式即傳統(tǒng)單向式直線增長(zhǎng)模式和循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式[1]，見(jiàn)圖1。

圖1 資源—產(chǎn)品—廢棄物模式Fig.1 Resource-Product-Waste

概括地說(shuō)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則，即“3R”，以低消耗、低排放、高效率為基本特征。

我國(guó)政府十分重視循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，黨中央、國(guó)務(wù)院對(duì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)高度重視。今后我國(guó)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的主要途徑和重點(diǎn)是：

（1）在資源開(kāi)采環(huán)節(jié)，要大力提高資源綜合開(kāi)發(fā)和回收利用率；

（2）在資源消耗環(huán)節(jié)，要大力提高資源利用效率；

（3）在廢棄物產(chǎn)生環(huán)節(jié)，要大力開(kāi)展資源綜合利用；

（4）在再生資源產(chǎn)生環(huán)節(jié)，要大力回收和循環(huán)利用各種廢舊資源；

（5）在社會(huì)消費(fèi)環(huán)節(jié)，要大力提倡綠色消費(fèi)[1]。

1.2 國(guó)內(nèi)外生態(tài)工業(yè)園發(fā)展模式及趨勢(shì)

目前世界已建成近百個(gè)生態(tài)工業(yè)園區(qū)，主要分布在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如丹麥、美國(guó)、加拿大、日本等，發(fā)展中國(guó)家主要有泰國(guó)、印度尼西亞、菲律賓、納米比亞等、南非等。20世紀(jì)90年代以來(lái)，生態(tài)工業(yè)園區(qū)開(kāi)始成為世界工業(yè)園區(qū)發(fā)展領(lǐng)域的主題。迄今為止，發(fā)展較為成熟的生態(tài)工業(yè)園區(qū)是丹麥的卡倫堡生態(tài)工業(yè)園區(qū)，該園區(qū)以發(fā)電廠、煉油廠、生物制藥廠和石膏板生產(chǎn)廠四個(gè)企業(yè)為核心，其它成員包括農(nóng)場(chǎng)、大棚養(yǎng)殖、養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)、居民區(qū)及該地區(qū)以外的水泥廠和硫酸廠，通過(guò)各個(gè)成員間的物質(zhì)和能量交換，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的部分循環(huán)和能源的逐級(jí)利用，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。我國(guó)自1999年開(kāi)始啟動(dòng)生態(tài)工業(yè)示范園建設(shè)試點(diǎn)工作，建立了第一個(gè)國(guó)家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)-廣西貴港生態(tài)工業(yè)園。此外廣東省南海市、魯北化工[2]等均啟動(dòng)了生態(tài)園區(qū)工程，效果很好。丹麥卡倫堡生態(tài)工業(yè)園產(chǎn)業(yè)鏈如圖2。

魯北生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)工業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)見(jiàn)圖3。

圖2 丹麥卡倫堡生態(tài)工業(yè)園產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭DFig.2 Kalundborg Denmark eco-industrial park industrial chain diagram

圖3 魯北生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)工業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)[3]Fig.3 Lubei Eco-Industrial Systems Industrial Symbiosis Network

2 化學(xué)工業(yè)區(qū)生態(tài)建設(shè)模式構(gòu)想

2.1 微觀層面—企業(yè)內(nèi)部循環(huán)

化工區(qū)內(nèi)企業(yè)內(nèi)部循環(huán)包括資源、能源等的循環(huán)利用，是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的微觀表現(xiàn)，它可通過(guò)源“削減”和“再循環(huán)”兩大途徑實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，應(yīng)該全面提高企業(yè)進(jìn)駐的“綠色門檻”，要求企業(yè)以“3R”為原則，實(shí)現(xiàn)資源、能源的高效利用。

從材料和工藝的角度來(lái)說(shuō)，根據(jù)環(huán)保的設(shè)計(jì)思想和實(shí)施途徑，主要有下列4大類生產(chǎn)模式可供選擇。

①以減污為主的材料生產(chǎn)模式；

②以節(jié)能降耗為主的材料生產(chǎn)模式；

③以節(jié)能、降耗、減污為主的材料生產(chǎn)模式；

④以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的材料生產(chǎn)模式。

以上概括的4種生產(chǎn)模式在企業(yè)內(nèi)部，又都可以由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低級(jí)到高級(jí)分解出不同的生產(chǎn)模式，且它們之間是互相聯(lián)系、相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)的。在選擇生產(chǎn)模式時(shí)，應(yīng)該根據(jù)材料可循環(huán)利用程度、工藝技術(shù)先進(jìn)程度和經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行選擇。

2.2 中觀層面—企業(yè)間循環(huán)

單個(gè)企業(yè)內(nèi)部的循環(huán)可能會(huì)形成內(nèi)部無(wú)法消解的廢料和副產(chǎn)品，具有一定的局限性，因此需要把不同的企業(yè)聯(lián)接起來(lái)以形成資源共享和副產(chǎn)品互換的產(chǎn)業(yè)共生組合，并完成產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，保證產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)企業(yè)間的資源最優(yōu)化利用。在該層次上，應(yīng)鼓勵(lì)精細(xì)化工、海洋化工等相關(guān)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)的進(jìn)入，尤其應(yīng)該積極引進(jìn)與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)、企業(yè)聯(lián)系密切的、可以延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈、能夠?qū)崿F(xiàn)共生的企業(yè)進(jìn)入。

①應(yīng)注重生態(tài)化工系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞、價(jià)值增值的形式和原理。注重自然生態(tài)循環(huán)和化工過(guò)程循環(huán)以及二者間的聯(lián)系。

②按照生態(tài)化學(xué)工程的研究開(kāi)發(fā)，仿照自然生態(tài)系統(tǒng)建立新的化工生產(chǎn)工藝體系和化工“閉路循環(huán)”工藝，注重生物化學(xué)工程的研究開(kāi)發(fā)。

③生態(tài)化工系統(tǒng)的管理。

④結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，構(gòu)建多層次的核心系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三大系統(tǒng)的循環(huán)：化工工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)（汽車制造生態(tài)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)、食品飲料生態(tài)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)藥化工生態(tài)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)生態(tài)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)）[3]。消費(fèi)生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)（生活垃圾再生利用和處理處置；廢舊汽車、廢舊電器拆解再生利用）。城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的循環(huán)（供熱、供水、固體廢物循環(huán)和梯級(jí)利用等）。

2.3 宏觀層面—園區(qū)建設(shè)

化學(xué)工業(yè)區(qū)的管理部門需要運(yùn)用一體化的項(xiàng)目管理手段，從全局的角度出發(fā)，研究如何有效地開(kāi)展眾多項(xiàng)目的建設(shè)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.3.1 物質(zhì)集成

物質(zhì)集成主要是根據(jù)化工產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，確定成員間上下游關(guān)系，同時(shí)還根據(jù)物質(zhì)供需方的要求，運(yùn)用過(guò)程集成技術(shù)，對(duì)物質(zhì)流動(dòng)的方向、數(shù)量和質(zhì)量繼續(xù)調(diào)整，以完成生態(tài)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)[4]的構(gòu)建。根據(jù)園內(nèi)的工業(yè)群落，在化工區(qū)成員間實(shí)現(xiàn)高效的物質(zhì)交換；在化工區(qū)外，利用化工企業(yè)的化工原料，構(gòu)建虛擬的生態(tài)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，充分利用物質(zhì)需求信息，形成輻射區(qū)域，使園區(qū)在整個(gè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系中發(fā)揮鏈接作用，拓展物質(zhì)和能量循環(huán)空間。

2.3.2 技術(shù)集成

推行清潔生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)綠色管理是實(shí)現(xiàn)園區(qū)可持續(xù)發(fā)展的具體途徑。主要考慮是行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)、分離技術(shù)、凈化技術(shù)、節(jié)水技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、生物技術(shù)、廢物綜合利用技術(shù)。

2.3.3 能源集成

有效的能源利用是削減費(fèi)用和環(huán)境負(fù)擔(dān)的主要措施。各成員要尋求各自的能源使用實(shí)現(xiàn)效率最大化，而且要實(shí)現(xiàn)總能源的優(yōu)化利用，成員間實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，提高能源利用效率：園區(qū)公用工程集中建設(shè)供應(yīng)。

2.3.4 水集成

水集成技術(shù)主要是各種水資源重復(fù)利用和綜合利用技術(shù)。大力采用循環(huán)用水系統(tǒng)、串聯(lián)用水系統(tǒng)和回用水系統(tǒng)，積極采用水網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)。廣泛采用蒸汽冷凝水回收再利用技術(shù)。發(fā)展外排廢水回用和“零排放”技術(shù)。

冷卻節(jié)水：采用高效換熱技術(shù)和設(shè)備。推廣物料換熱節(jié)水技術(shù)，優(yōu)化換熱流程和換熱器組合。采用高效環(huán)保節(jié)水型冷卻塔和其他冷卻構(gòu)筑物。推廣應(yīng)用高效循環(huán)冷卻水處理技術(shù)、空氣冷卻技術(shù)。

熱力和工藝系統(tǒng)節(jié)水：推廣生產(chǎn)工藝（裝置內(nèi)、裝置間、工序間、工序內(nèi)）的熱聯(lián)合技術(shù)、中壓產(chǎn)汽設(shè)備的給水使用除鹽水、低壓產(chǎn)汽設(shè)備的給水使用軟化水、閉式循環(huán)水汽取樣裝置。優(yōu)化鍋爐給水、工藝用水的制備工藝。

洗滌節(jié)水：推廣逆流漂洗、噴淋洗滌、汽水沖洗、氣霧噴洗、高壓水洗、振蕩水洗、高效轉(zhuǎn)盤等節(jié)水技術(shù)和設(shè)備。

工業(yè)給水和廢水處理節(jié)水：推廣使用新型濾料高精度過(guò)濾技術(shù)、汽水反沖洗等降低反洗用水量技術(shù)。廢水處理集中化，并在廢水處理中應(yīng)用臭氧、紫外線等無(wú)二次污染消毒技術(shù)。開(kāi)發(fā)和推廣超臨界水處理、光化學(xué)處理、新型生物法、活性炭吸附法、膜法等技術(shù)在工業(yè)廢水處理和再利用中的應(yīng)用。

2.3.5 信息集成

寬帶網(wǎng)：在化工區(qū)內(nèi)統(tǒng)一規(guī)劃，建設(shè)寬帶網(wǎng)，進(jìn)行各種文字、音頻、視頻和多媒體信息的傳送。

電子商務(wù)平臺(tái)：建設(shè)統(tǒng)一的電子商務(wù)平臺(tái)，為園區(qū)內(nèi)各企業(yè)對(duì)外進(jìn)行網(wǎng)上交易、電子商務(wù)等活動(dòng)提供服務(wù)，避免了各單位分散重復(fù)建設(shè)，節(jié)約了資金。

2.3.6 設(shè)施共享

實(shí)現(xiàn)設(shè)施共享可減少能源和資源的消耗，提高設(shè)施和設(shè)備利用效率，避免重復(fù)投資。主要內(nèi)容包括一體化的公用工程配套設(shè)施，污水集中處理、固體廢物回收和再生中心、公共交通、公共綠地等；交通工具、施工、維修和綜合服務(wù)設(shè)施；物流中心；培訓(xùn)中心和人才資料中心；研發(fā)中心。

3 結(jié)束語(yǔ)

“化工－生態(tài)系統(tǒng)”是生態(tài)化工－生態(tài)系統(tǒng)與化工系統(tǒng)相互交叉、滲透、耦合而成的復(fù)雜系統(tǒng)。綜合應(yīng)用環(huán)境友好的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、生態(tài)學(xué)原理和人工生態(tài)循環(huán)，創(chuàng)建能與自然生態(tài)協(xié)調(diào)的人工生態(tài)，塑造理想工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，可以形成一整套系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)有效的共生工業(yè)體系，為化工園區(qū)生態(tài)建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1] 馮武軍，毛玉如，陳紅，等我國(guó)化工園區(qū)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的典型模式研究[J].現(xiàn)代化工，2007（03）：34-36.

[2] 錢伯章.世界化工園區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀[J].現(xiàn)代化工，2005，25（2）：74-78.

[3] 馮久田.從魯北化工生態(tài)經(jīng)營(yíng)模式談西部可持續(xù)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[J].中國(guó)人口資源與環(huán)境，2000，10（3）：22-25.

[4] 李有潤(rùn)，沈靜珠，胡山鷹，等生態(tài)工業(yè)與生態(tài)工業(yè)區(qū)的研究與進(jìn)展[J].化工學(xué)報(bào)，2005，52（3）：51-55.

Conception of Ecological Construction for Chemical Industrial Park

LIU Feng，DONG Xin
（Tianjin TEDA Modern Industry Park（Chemical Industrial Park）Corporation，Tianjin 300480，China）

Ecological construction of chemical industrial park is a system engineering，mainly involves whole park infrastructure construction，investment direction，composition of chemical industrial chain and so on.In this paper，ecological construction of chemical industrial park was discussed in order to meet requirements of ecological industry.

Chemical industry；Chemical engineering；Ecology；System coupling.

TQ081

A

1671-0460（2010）03-0323-04

2010-03-01

劉 鳳（1979-），女，河南人，助理工程師，2003年畢業(yè)于東北林業(yè)大學(xué)理學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)，從事化工園區(qū)規(guī)劃管理工作。E-mail：liufeng@teda.com.cn。