化学工业区生态建设模式构想*

刘 凤，董 鑫

（天津经济技术开发区现代产业区（原化学工业区）总公司，天津 300480）

化学工业区生态建设模式构想*

刘 凤，董 鑫

（天津经济技术开发区现代产业区（原化学工业区）总公司，天津 300480）

化学工业园区的生态建设是一个系统工程，主要牵涉到园区整体基础设施建设、化工招商方向，化工产业链构成等方面。现从化工区企业内，企业间，园区内等方面，由目前我国及国际对生态工业的要求和发展入手，主要讨论和分析化学工业区的生态建设。

化学工业；化学工程；生态学；系统耦合

在化工-生态和谐系统中，“化工”这一概念是指“化学工业、化学工程学、化学工艺学、化工单元操作等名词的简称”，通常指化学工业或化学工程学。“生态学”是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学，生态化工就是以生态学原理为指导，以生物技术为手段、促进生态化工系统良性循环、实现化工与生态环境协调发展而建立起来的一种新型的化工生产方式。

1 国内外生态园区发展情况

1.1 国家对循环经济和生态工业发展的政策要求

人类在发展过程中，越来越感到自然资源并非取之不尽，经济要持续发展，客观上要求转变增长方式，探索新的发展模式，减少对自然资源的消耗和生态系统的破坏。在这种情况下，循环经济便应运而生。

从资源流程和经济增长对资源、环境影响的角度考察，经济增长方式存在着两种模式即传统单向式直线增长模式和循环经济模式[1]，见图1。

图1 资源—产品—废弃物模式Fig.1 Resource-Product-Waste

概括地说，循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，即“3R”，以低消耗、低排放、高效率为基本特征。

我国政府十分重视循环经济的发展，党中央、国务院对发展循环经济高度重视。今后我国发展循环经济的主要途径和重点是：

（1）在资源开采环节，要大力提高资源综合开发和回收利用率；

（2）在资源消耗环节，要大力提高资源利用效率；

（3）在废弃物产生环节，要大力开展资源综合利用；

（4）在再生资源产生环节，要大力回收和循环利用各种废旧资源；

（5）在社会消费环节，要大力提倡绿色消费[1]。

1.2 国内外生态工业园发展模式及趋势

目前世界已建成近百个生态工业园区，主要分布在一些发达国家，如丹麦、美国、加拿大、日本等，发展中国家主要有泰国、印度尼西亚、菲律宾、纳米比亚等、南非等。20世纪90年代以来，生态工业园区开始成为世界工业园区发展领域的主题。迄今为止，发展较为成熟的生态工业园区是丹麦的卡伦堡生态工业园区，该园区以发电厂、炼油厂、生物制药厂和石膏板生产厂四个企业为核心，其它成员包括农场、大棚养殖、养鱼场、居民区及该地区以外的水泥厂和硫酸厂，通过各个成员间的物质和能量交换，实现了物质的部分循环和能源的逐级利用，获得了良好的经济和环境效益。我国自1999年开始启动生态工业示范园建设试点工作，建立了第一个国家生态工业示范园区-广西贵港生态工业园。此外广东省南海市、鲁北化工[2]等均启动了生态园区工程，效果很好。丹麦卡伦堡生态工业园产业链如图2。

鲁北生态工业系统工业共生网络见图3。

图2 丹麦卡伦堡生态工业园产业链示意图Fig.2 Kalundborg Denmark eco-industrial park industrial chain diagram

图3 鲁北生态工业系统工业共生网络[3]Fig.3 Lubei Eco-Industrial Systems Industrial Symbiosis Network

2 化学工业区生态建设模式构想

2.1 微观层面—企业内部循环

化工区内企业内部循环包括资源、能源等的循环利用，是循环经济的微观表现，它可通过源“削减”和“再循环”两大途径实现。与此同时，应该全面提高企业进驻的“绿色门槛”，要求企业以“3R”为原则，实现资源、能源的高效利用。

从材料和工艺的角度来说，根据环保的设计思想和实施途径，主要有下列4大类生产模式可供选择。

①以减污为主的材料生产模式；

②以节能降耗为主的材料生产模式；

③以节能、降耗、减污为主的材料生产模式；

④以可持续发展为目标的材料生产模式。

以上概括的4种生产模式在企业内部，又都可以由简单到复杂、由低级到高级分解出不同的生产模式，且它们之间是互相联系、相互补充、相互促进的。在选择生产模式时，应该根据材料可循环利用程度、工艺技术先进程度和经济可行性进行选择。

2.2 中观层面—企业间循环

单个企业内部的循环可能会形成内部无法消解的废料和副产品，具有一定的局限性，因此需要把不同的企业联接起来以形成资源共享和副产品互换的产业共生组合，并完成产业链的延伸，保证产业链内企业间的资源最优化利用。在该层次上，应鼓励精细化工、海洋化工等相关产业、企业的进入，尤其应该积极引进与现有产业、企业联系密切的、可以延长产业链、能够实现共生的企业进入。

①应注重生态化工系统内部物质循环、能量流动、信息传递、价值增值的形式和原理。注重自然生态循环和化工过程循环以及二者间的联系。

②按照生态化学工程的研究开发，仿照自然生态系统建立新的化工生产工艺体系和化工“闭路循环”工艺，注重生物化学工程的研究开发。

③生态化工系统的管理。

④结合产业结构特点，构建多层次的核心系统，实现三大系统的循环：化工工业生态系统的循环（汽车制造生态循环网络、食品饮料生态循环网络、医药化工生态循环网络、环保产业生态循环网络）[3]。消费生态系统的循环（生活垃圾再生利用和处理处置；废旧汽车、废旧电器拆解再生利用）。城市基础设施系统的循环（供热、供水、固体废物循环和梯级利用等）。

2.3 宏观层面—园区建设

化学工业区的管理部门需要运用一体化的项目管理手段，从全局的角度出发，研究如何有效地开展众多项目的建设。主要体现在以下几个方面。

2.3.1 物质集成

物质集成主要是根据化工产业规划，确定成员间上下游关系，同时还根据物质供需方的要求，运用过程集成技术，对物质流动的方向、数量和质量继续调整，以完成生态工业网络[4]的构建。根据园内的工业群落，在化工区成员间实现高效的物质交换；在化工区外，利用化工企业的化工原料，构建虚拟的生态工业网络，充分利用物质需求信息，形成辐射区域，使园区在整个循环经济体系中发挥链接作用，拓展物质和能量循环空间。

2.3.2 技术集成

推行清洁生产、实现绿色管理是实现园区可持续发展的具体途径。主要考虑是行业清洁生产技术、分离技术、净化技术、节水技术、节能技术、生物技术、废物综合利用技术。

2.3.3 能源集成

有效的能源利用是削减费用和环境负担的主要措施。各成员要寻求各自的能源使用实现效率最大化，而且要实现总能源的优化利用，成员间实现能源的梯级利用，提高能源利用效率：园区公用工程集中建设供应。

2.3.4 水集成

水集成技术主要是各种水资源重复利用和综合利用技术。大力采用循环用水系统、串联用水系统和回用水系统，积极采用水网络集成技术。广泛采用蒸汽冷凝水回收再利用技术。发展外排废水回用和“零排放”技术。

冷却节水：采用高效换热技术和设备。推广物料换热节水技术，优化换热流程和换热器组合。采用高效环保节水型冷却塔和其他冷却构筑物。推广应用高效循环冷却水处理技术、空气冷却技术。

热力和工艺系统节水：推广生产工艺（装置内、装置间、工序间、工序内）的热联合技术、中压产汽设备的给水使用除盐水、低压产汽设备的给水使用软化水、闭式循环水汽取样装置。优化锅炉给水、工艺用水的制备工艺。

洗涤节水：推广逆流漂洗、喷淋洗涤、汽水冲洗、气雾喷洗、高压水洗、振荡水洗、高效转盘等节水技术和设备。

工业给水和废水处理节水：推广使用新型滤料高精度过滤技术、汽水反冲洗等降低反洗用水量技术。废水处理集中化，并在废水处理中应用臭氧、紫外线等无二次污染消毒技术。开发和推广超临界水处理、光化学处理、新型生物法、活性炭吸附法、膜法等技术在工业废水处理和再利用中的应用。

2.3.5 信息集成

宽带网：在化工区内统一规划，建设宽带网，进行各种文字、音频、视频和多媒体信息的传送。

电子商务平台：建设统一的电子商务平台，为园区内各企业对外进行网上交易、电子商务等活动提供服务，避免了各单位分散重复建设，节约了资金。

2.3.6 设施共享

实现设施共享可减少能源和资源的消耗，提高设施和设备利用效率，避免重复投资。主要内容包括一体化的公用工程配套设施，污水集中处理、固体废物回收和再生中心、公共交通、公共绿地等；交通工具、施工、维修和综合服务设施；物流中心；培训中心和人才资料中心；研发中心。

3 结束语

“化工－生态系统”是生态化工－生态系统与化工系统相互交叉、渗透、耦合而成的复杂系统。综合应用环境友好的化学反应过程、生态学原理和人工生态循环，创建能与自然生态协调的人工生态，塑造理想工业生态系统，可以形成一整套系统的经济有效的共生工业体系，为化工园区生态建设打下坚实基础。

[1] 冯武军，毛玉如，陈红，等我国化工园区发展循环经济的典型模式研究[J].现代化工，2007（03）：34-36.

[2] 钱伯章.世界化工园区发展现状[J].现代化工，2005，25（2）：74-78.

[3] 冯久田.从鲁北化工生态经营模式谈西部可持续工业经济发展[J].中国人口资源与环境，2000，10（3）：22-25.

[4] 李有润，沈静珠，胡山鹰，等生态工业与生态工业区的研究与进展[J].化工学报，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

刘 凤（1979-），女，河南人，助理工程师，2003年毕业于东北林业大学理学院化学工程与工艺专业，从事化工园区规划管理工作。E-mail：liufeng@teda.com.cn。