化學工業區生態建設模式構想*

劉 鳳，董 鑫

（天津經濟技術開發區現代產業區（原化學工業區）總公司，天津 300480）

化學工業區生態建設模式構想*

劉 鳳，董 鑫

（天津經濟技術開發區現代產業區（原化學工業區）總公司，天津 300480）

化學工業園區的生態建設是一個系統工程，主要牽涉到園區整體基礎設施建設、化工招商方向，化工產業鏈構成等方面。現從化工區企業內，企業間，園區內等方面，由目前我國及國際對生態工業的要求和發展入手，主要討論和分析化學工業區的生態建設。

化學工業；化學工程；生態學；系統耦合

在化工-生態和諧系統中，“化工”這一概念是指“化學工業、化學工程學、化學工藝學、化工單元操作等名詞的簡稱”，通常指化學工業或化學工程學。“生態學”是研究生物與環境之間相互關系及其作用機理的科學，生態化工就是以生態學原理為指導，以生物技術為手段、促進生態化工系統良性循環、實現化工與生態環境協調發展而建立起來的一種新型的化工生產方式。

1 國內外生態園區發展情況

1.1 國家對循環經濟和生態工業發展的政策要求

人類在發展過程中，越來越感到自然資源并非取之不盡，經濟要持續發展，客觀上要求轉變增長方式，探索新的發展模式，減少對自然資源的消耗和生態系統的破壞。在這種情況下，循環經濟便應運而生。

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

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

概括地說，循環經濟是一種以資源的高效利用和循環利用為核心，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經濟的發展，黨中央、國務院對發展循環經濟高度重視。今后我國發展循環經濟的主要途徑和重點是：

（1）在資源開采環節，要大力提高資源綜合開發和回收利用率；

（2）在資源消耗環節，要大力提高資源利用效率；

（3）在廢棄物產生環節，要大力開展資源綜合利用；

（4）在再生資源產生環節，要大力回收和循環利用各種廢舊資源；

（5）在社會消費環節，要大力提倡綠色消費[1]。

1.2 國內外生態工業園發展模式及趨勢

目前世界已建成近百個生態工業園區，主要分布在一些發達國家，如丹麥、美國、加拿大、日本等，發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，生態工業園區開始成為世界工業園區發展領域的主題。迄今為止，發展較為成熟的生態工業園區是丹麥的卡倫堡生態工業園區，該園區以發電廠、煉油廠、生物制藥廠和石膏板生產廠四個企業為核心，其它成員包括農場、大棚養殖、養魚場、居民區及該地區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，實現了物質的部分循環和能源的逐級利用，獲得了良好的經濟和環境效益。我國自1999年開始啟動生態工業示范園建設試點工作，建立了第一個國家生態工業示范園區-廣西貴港生態工業園。此外廣東省南海市、魯北化工[2]等均啟動了生態園區工程，效果很好。丹麥卡倫堡生態工業園產業鏈如圖2。

魯北生態工業系統工業共生網絡見圖3。

圖2 丹麥卡倫堡生態工業園產業鏈示意圖Fig.2 Kalundborg Denmark eco-industrial park industrial chain diagram

圖3 魯北生態工業系統工業共生網絡[3]Fig.3 Lubei Eco-Industrial Systems Industrial Symbiosis Network

2 化學工業區生態建設模式構想

2.1 微觀層面—企業內部循環

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

從材料和工藝的角度來說，根據環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以節能降耗為主的材料生產模式；

③以節能、降耗、減污為主的材料生產模式；

④以可持續發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—企業間循環

單個企業內部的循環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聯接起來以形成資源共享和副產品互換的產業共生組合，并完成產業鏈的延伸，保證產業鏈內企業間的資源最優化利用。在該層次上，應鼓勵精細化工、海洋化工等相關產業、企業的進入，尤其應該積極引進與現有產業、企業聯系密切的、可以延長產業鏈、能夠實現共生的企業進入。

①應注重生態化工系統內部物質循環、能量流動、信息傳遞、價值增值的形式和原理。注重自然生態循環和化工過程循環以及二者間的聯系。

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

③生態化工系統的管理。

④結合產業結構特點，構建多層次的核心系統，實現三大系統的循環：化工工業生態系統的循環（汽車制造生態循環網絡、食品飲料生態循環網絡、醫藥化工生態循環網絡、環保產業生態循環網絡）[3]。消費生態系統的循環（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）。城市基礎設施系統的循環（供熱、供水、固體廢物循環和梯級利用等）。

2.3 宏觀層面—園區建設

化學工業區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，研究如何有效地開展眾多項目的建設。主要體現在以下幾個方面。

2.3.1 物質集成

物質集成主要是根據化工產業規劃，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、數量和質量繼續調整，以完成生態工業網絡[4]的構建。根據園內的工業群落，在化工區成員間實現高效的物質交換；在化工區外，利用化工企業的化工原料，構建虛擬的生態工業網絡，充分利用物質需求信息，形成輻射區域，使園區在整個循環經濟體系中發揮鏈接作用，拓展物質和能量循環空間。

2.3.2 技術集成

推行清潔生產、實現綠色管理是實現園區可持續發展的具體途徑。主要考慮是行業清潔生產技術、分離技術、凈化技術、節水技術、節能技術、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境負擔的主要措施。各成員要尋求各自的能源使用實現效率最大化，而且要實現總能源的優化利用，成員間實現能源的梯級利用，提高能源利用效率：園區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。大力采用循環用水系統、串聯用水系統和回用水系統，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。發展外排廢水回用和“零排放”技術。

冷卻節水：采用高效換熱技術和設備。推廣物料換熱節水技術，優化換熱流程和換熱器組合。采用高效環保節水型冷卻塔和其他冷卻構筑物。推廣應用高效循環冷卻水處理技術、空氣冷卻技術。

熱力和工藝系統節水：推廣生產工藝（裝置內、裝置間、工序間、工序內）的熱聯合技術、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、閉式循環水汽取樣裝置。優化鍋爐給水、工藝用水的制備工藝。

洗滌節水：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、高效轉盤等節水技術和設備。

工業給水和廢水處理節水：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：在化工區內統一規劃，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：建設統一的電子商務平臺，為園區內各企業對外進行網上交易、電子商務等活動提供服務，避免了各單位分散重復建設，節約了資金。

2.3.6 設施共享

實現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；研發中心。

3 結束語

“化工－生態系統”是生態化工－生態系統與化工系統相互交叉、滲透、耦合而成的復雜系統。綜合應用環境友好的化學反應過程、生態學原理和人工生態循環，創建能與自然生態協調的人工生態，塑造理想工業生態系統，可以形成一整套系統的經濟有效的共生工業體系，為化工園區生態建設打下堅實基礎。

[1] 馮武軍，毛玉如，陳紅，等我國化工園區發展循環經濟的典型模式研究[J].現代化工，2007（03）：34-36.

[2] 錢伯章.世界化工園區發展現狀[J].現代化工，2005，25（2）：74-78.

[3] 馮久田.從魯北化工生態經營模式談西部可持續工業經濟發展[J].中國人口資源與環境，2000，10（3）：22-25.

[4] 李有潤，沈靜珠，胡山鷹，等生態工業與生態工業區的研究與進展[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年畢業于東北林業大學理學院化學工程與工藝專業，從事化工園區規劃管理工作。E-mail：liufeng@teda.com.cn。