劉 鳳，董 鑫

（天津經濟技術開發(fā)區(qū)現(xiàn)代產業(yè)區(qū)（原化學工業(yè)區(qū)）總公司，天津 300480）

化學工業(yè)區(qū)生態(tài)建設模式構想*

劉 鳳，董 鑫

（天津經濟技術開發(fā)區(qū)現(xiàn)代產業(yè)區(qū)（原化學工業(yè)區(qū)）總公司，天津 300480）

化學工業(yè)園區(qū)的生態(tài)建設是一個系統(tǒng)工程，主要牽涉到園區(qū)整體基礎設施建設、化工招商方向，化工產業(yè)鏈構成等方面?，F(xiàn)從化工區(qū)企業(yè)內，企業(yè)間，園區(qū)內等方面，由目前我國及國際對生態(tài)工業(yè)的要求和發(fā)展入手，主要討論和分析化學工業(yè)區(qū)的生態(tài)建設。

化學工業(yè)；化學工程；生態(tài)學；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“化學工業(yè)、化學工程學、化學工藝學、化工單元操作等名詞的簡稱”，通常指化學工業(yè)或化學工程學?！吧鷳B(tài)學”是研究生物與環(huán)境之間相互關系及其作用機理的科學，生態(tài)化工就是以生態(tài)學原理為指導，以生物技術為手段、促進生態(tài)化工系統(tǒng)良性循環(huán)、實現(xiàn)化工與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展而建立起來的一種新型的化工生產方式。

1 國內外生態(tài)園區(qū)發(fā)展情況

1.1 國家對循環(huán)經濟和生態(tài)工業(yè)發(fā)展的政策要求

人類在發(fā)展過程中，越來越感到自然資源并非取之不盡，經濟要持續(xù)發(fā)展，客觀上要求轉變增長方式，探索新的發(fā)展模式，減少對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)經濟便應運而生。

從資源流程和經濟增長對資源、環(huán)境影響的角度考察，經濟增長方式存在著兩種模式即傳統(tǒng)單向式直線增長模式和循環(huán)經濟模式[1]，見圖1。

圖1 資源—產品—廢棄物模式Fig.1 Resource-Product-Waste

概括地說，循環(huán)經濟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。

我國政府十分重視循環(huán)經濟的發(fā)展，黨中央、國務院對發(fā)展循環(huán)經濟高度重視。今后我國發(fā)展循環(huán)經濟的主要途徑和重點是：

（1）在資源開采環(huán)節(jié)，要大力提高資源綜合開發(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）在廢棄物產生環(huán)節(jié)，要大力開展資源綜合利用；

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

（5）在社會消費環(huán)節(jié)，要大力提倡綠色消費[1]。

1.2 國內外生態(tài)工業(yè)園發(fā)展模式及趨勢

目前世界已建成近百個生態(tài)工業(yè)園區(qū)，主要分布在一些發(fā)達國家，如丹麥、美國、加拿大、日本等，發(fā)展中國家主要有泰國、印度尼西亞、菲律賓、納米比亞等、南非等。20世紀90年代以來，生態(tài)工業(yè)園區(qū)開始成為世界工業(yè)園區(qū)發(fā)展領域的主題。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廠四個企業(yè)為核心，其它成員包括農場、大棚養(yǎng)殖、養(yǎng)魚場、居民區(qū)及該地區(qū)以外的水泥廠和硫酸廠，通過各個成員間的物質和能量交換，實現(xiàn)了物質的部分循環(huán)和能源的逐級利用，獲得了良好的經濟和環(huán)境效益。我國自1999年開始啟動生態(tài)工業(yè)示范園建設試點工作，建立了第一個國家生態(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)園產業(yè)鏈如圖2。

魯北生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)工業(yè)共生網絡見圖3。

圖2 丹麥卡倫堡生態(tài)工業(yè)園產業(yè)鏈示意圖Fig.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)共生網絡[3]Fig.3 Lubei Eco-Industrial Systems Industrial Symbiosis Network

2 化學工業(yè)區(qū)生態(tài)建設模式構想

2.1 微觀層面—企業(yè)內部循環(huán)

化工區(qū)內企業(yè)內部循環(huán)包括資源、能源等的循環(huán)利用，是循環(huán)經濟的微觀表現(xiàn)，它可通過源“削減”和“再循環(huán)”兩大途徑實現(xiàn)。與此同時，應該全面提高企業(yè)進駐的“綠色門檻”，要求企業(yè)以“3R”為原則，實現(xiàn)資源、能源的高效利用。

從材料和工藝的角度來說，根據環(huán)保的設計思想和實施途徑，主要有下列4大類生產模式可供選擇。

①以減污為主的材料生產模式；

②以節(jié)能降耗為主的材料生產模式；

③以節(jié)能、降耗、減污為主的材料生產模式；

④以可持續(xù)發(fā)展為目標的材料生產模式。

以上概括的4種生產模式在企業(yè)內部，又都可以由簡單到復雜、由低級到高級分解出不同的生產模式，且它們之間是互相聯(lián)系、相互補充、相互促進的。在選擇生產模式時，應該根據材料可循環(huán)利用程度、工藝技術先進程度和經濟可行性進行選擇。

2.2 中觀層面—企業(yè)間循環(huán)

單個企業(yè)內部的循環(huán)可能會形成內部無法消解的廢料和副產品，具有一定的局限性，因此需要把不同的企業(yè)聯(lián)接起來以形成資源共享和副產品互換的產業(yè)共生組合，并完成產業(yè)鏈的延伸，保證產業(yè)鏈內企業(yè)間的資源最優(yōu)化利用。在該層次上，應鼓勵精細化工、海洋化工等相關產業(yè)、企業(yè)的進入，尤其應該積極引進與現(xiàn)有產業(yè)、企業(yè)聯(lián)系密切的、可以延長產業(yè)鏈、能夠實現(xiàn)共生的企業(yè)進入。

①應注重生態(tài)化工系統(tǒng)內部物質循環(huán)、能量流動、信息傳遞、價值增值的形式和原理。注重自然生態(tài)循環(huán)和化工過程循環(huán)以及二者間的聯(lián)系。

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

③生態(tài)化工系統(tǒng)的管理。

④結合產業(yè)結構特點，構建多層次的核心系統(tǒng)，實現(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)網絡、食品飲料生態(tài)循環(huán)網絡、醫(yī)藥化工生態(tài)循環(huán)網絡、環(huán)保產業(yè)生態(tài)循環(huán)網絡）[3]。消費生態(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）。城市基礎設施系統(tǒng)的循環(huán)（供熱、供水、固體廢物循環(huán)和梯級利用等）。

2.3 宏觀層面—園區(qū)建設

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

2.3.1 物質集成

物質集成主要是根據化工產業(yè)規(guī)劃，確定成員間上下游關系，同時還根據物質供需方的要求，運用過程集成技術，對物質流動的方向、數(shù)量和質量繼續(xù)調整，以完成生態(tài)工業(yè)網絡[4]的構建。根據園內的工業(yè)群落，在化工區(qū)成員間實現(xiàn)高效的物質交換；在化工區(qū)外，利用化工企業(yè)的化工原料，構建虛擬的生態(tài)工業(yè)網絡，充分利用物質需求信息，形成輻射區(qū)域，使園區(qū)在整個循環(huán)經濟體系中發(fā)揮鏈接作用，拓展物質和能量循環(huán)空間。

2.3.2 技術集成

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

2.3.3 能源集成

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

2.3.4 水集成

水集成技術主要是各種水資源重復利用和綜合利用技術。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)，積極采用水網絡集成技術。廣泛采用蒸汽冷凝水回收再利用技術。發(fā)展外排廢水回用和“零排放”技術。

冷卻節(jié)水：采用高效換熱技術和設備。推廣物料換熱節(jié)水技術，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筑物。推廣應用高效循環(huán)冷卻水處理技術、空氣冷卻技術。

熱力和工藝系統(tǒng)節(jié)水：推廣生產工藝（裝置內、裝置間、工序間、工序內）的熱聯(lián)合技術、中壓產汽設備的給水使用除鹽水、低壓產汽設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、高效轉盤等節(jié)水技術和設備。

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濾技術、汽水反沖洗等降低反洗用水量技術。廢水處理集中化，并在廢水處理中應用臭氧、紫外線等無二次污染消毒技術。開發(fā)和推廣超臨界水處理、光化學處理、新型生物法、活性炭吸附法、膜法等技術在工業(yè)廢水處理和再利用中的應用。

2.3.5 信息集成

寬帶網：在化工區(qū)內統(tǒng)一規(guī)劃，建設寬帶網，進行各種文字、音頻、視頻和多媒體信息的傳送。

電子商務平臺：建設統(tǒng)一的電子商務平臺，為園區(qū)內各企業(yè)對外進行網上交易、電子商務等活動提供服務，避免了各單位分散重復建設，節(jié)約了資金。

2.3.6 設施共享

實現(xiàn)設施共享可減少能源和資源的消耗，提高設施和設備利用效率，避免重復投資。主要內容包括一體化的公用工程配套設施，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、維修和綜合服務設施；物流中心；培訓中心和人才資料中心；研發(fā)中心。

3 結束語

“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、耦合而成的復雜系統(tǒng)。綜合應用環(huán)境友好的化學反應過程、生態(tài)學原理和人工生態(tài)循環(huán)，創(chuàng)建能與自然生態(tài)協(xié)調的人工生態(tài)，塑造理想工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，可以形成一整套系統(tǒng)的經濟有效的共生工業(yè)體系，為化工園區(qū)生態(tài)建設打下堅實基礎。

[1] 馮武軍，毛玉如，陳紅，等我國化工園區(qū)發(fā)展循環(huán)經濟的典型模式研究[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)經營模式談西部可持續(xù)工業(yè)經濟發(fā)展[J].中國人口資源與環(huán)境，2000，10（3）：22-25.

[4] 李有潤，沈靜珠，胡山鷹，等生態(tài)工業(yè)與生態(tài)工業(yè)區(qū)的研究與進展[J].化工學報，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)大學理學院化學工程與工藝專業(yè)，從事化工園區(qū)規(guī)劃管理工作。E-mail：liufeng@teda.com.cn。