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水是重要的自然资源,是人类赖以生存和社会发展的必要资源。随着社会经济的发展,“水危机”日益显现,人们对于水资源的开发利用研究也经历了由低级向高级发展的过程。起初人们对水资源的研究仅仅局限于对水资源的开发利用,研究水资源的时空分布规律和运动规律,即着重于水资源自然属性的研究。随着人类的进步和社会的发展,特别是现代科技革命,使人们对水资源的研究产生了一个质的飞跃,逐步从水资源自然属性的研究过渡到水资源的社会经济属性研究,从社会经济系统的角度广泛开展对水资源合理开发利用研究,这些研究领域包括水资源与经济发展关系的研究、水环境安全的研究、水权水价的研究、水资源管理体制的研究等。随着水资源的日益短缺,以水资源的节约使用、清洁生产、水循环利用、污水资源化为核心的水循环经济理论与发展模式的研究逐渐成为当今水资源合理开发利用研究的最新方向。
1水循环经济的概念与特征
1.1水循环经济的概念
关于水循环经济的概念,到目前为止学术界并未明确提出,大多数是在循环经济的概念基础上,从城市或产业的角度提出了一些近似的概念。
陈琨[1]从实施水循环经济的模式方面,提出水资源循环经济应该至少包括两层内涵:一是在用水环节,对于跑、冒、滴、漏、污实现最小量化,最大限度地实现水的净化、回收、循环利用,达到或接近水的零排放;二是尊重自然界水的循环规律,在区域范围内,通过经济、工程技术、立法等手段调整水的时空合理分布和利用,维护水的自然循环系统,使水资源得以永续利用。张钡[2]从社会水循环的角度,提出了水产业循环经济的概念,他认为,水产业的循环经济应是一种在对水资源不断循环利用基础上的经济发展模式,其中污水处理资源化、减量化和无害化,是水产业循环经济的一条重要原则和标志。
正确而又合理的水循环经济定义是水循环经济系统分析、核算与制定水循环经济发展模式的基础。综上所述,在对水循环经济及其应用这一研究过程中,虽然各位学者给水循环经济所下的定义,规定的研究对象、研究范围等都有所不同,然而随着社会的进步和研究成果的大量问世,彼此间的差异将逐步缩小。本文认为,水循环经济首先是一种先进的水资源经济发展模式,它是建立在社会水循环系统分析的基础上,遵循循环经济的思想,按照水资源节约、水环境友好的原则,在人们在生产和生活过程中,在水资源开发利用的各个环节,始终贯穿“减量化、再利用、再循环”的原则,重视采用新技术、新材料、新工艺,并以完善的制度建设、管理体制、运行机制和法律体系为保障,提高水的利用效益和效率,最大限度地减轻和降低污染,来实现社会发展的最终可持续性。
1.2水循环经济的特征
根据水循环经济的定义,通过传统水资源利用模式和水循环经济模式的对比分析可以得出,水循环经济作为一种先进的经济发展模式具有如下特征。
1.2.1发展目标上追求效率、效益和可持续的统一性
水循环经济模式在发展目标追求水资源利用的效率、效益和可持续性三者的统一,要求水资源利用模式必须按这三大目标进行重新构建。
(1)效率特征要求水资源利用注重节水,节水应在不降低人民生活质量和经济社会发展能力的前提下,在先进科学技术的支撑下,采取综合措施减少用水过程中的损失、消耗和污染,提高水的利用效率,高效利用水资源。
(2)效益特征表现在中观上水资源配置的高效益,要构建节水型经济系统和节水型社会系统。例如,非农产业的用水效益大大高于农业,低耗水产业的用水效益高于高耗水产业,经济作物的用水效益高于种植业,这要求通过结构调整优化配置水资源,将水从低效益用途配置到高效益领域,提高单位水资源消耗的经济产出。
(3)可持续性是指水资源利用充分考虑了对生态环境的保护,不以牺牲生态环境为代价,这是水循环经济模式追求的最高目标。可持续性主要体现在宏观层面,要求区域发展与水资源承载能力相适应,塑造持续发展型社会;要求一个流域或地区量水而行,以水定发展,打造与当地资源禀赋相适应的产业结构;要求通过统筹规划、合理布局和精心管理,协调好生活、生产和生态用水的关系,将农业、工业的结构布局和城市人口的发展规模控制在水资源承载能力范围之内。
1.2.2管理环节上追求供水、用水和排水等环节的健康循环
发展水循环经济的最终目的是为人类提供健康的水资源生存环境,水循环经济要求水资源利用的各个环节和途径都应追求健康循环,且贯穿于整个水的社会循环过程中。水循环经济的健康、良性循环特征体现在水资源利用的各个环节中,需要贯彻以下三个基本原则。
(1)输入端的减量化原则(Reduce)。要求在供水环节,减少进入生产和消费流程的水资源量,即用较少的水资源投入满足既定的生产或消费需求,在经济活动的源头就做到节约水资源和减少污染。在生产中,要求采用清洁生产技术、节水技术和节水实践,从而减少生产过程中对水资源的需求量;在生活中,要求人们使用节水器具和采用节水实践来减少对水资源的过度需求,从而达到减少废水排放的目的。
(2)过程控制的再利用原则(Reuse)。为了提高水资源的利用效率,要求从上一工序或过程排出的水资源能够直接为下一工序或过程所用,水资源在生产过程中尽量多次重复利用。在生产中,要求企业采用清洁生产和先进技术,以便于排出的水能够不经任何处理就能为另一用途所用;在生活中,鼓励人们采取措施将生活水重复使用后用于冲厕、灌溉等用途。
(3)输出端的再循环原则(Recycle)。要求生产和消费过程中的污水重新变成可以利用的资源而不是无用的废水。废水资源化通常有两种方式:一是水资源循环利用后形成与原来相同的产品,二是水资源循环利用后形成不同的新产品,废水资源化后形成不同的产品可用于不同的用途。再循环原则要求水资源相关者将失去功能的废水恢复功能,从而可以再利用,以使水资源整个流程实现闭合。
1.2.3利用手段上追求科学技术、经济与行政手段的一体化
先进的科学技术是循环经济的核心竞争力,如果没有先进技术的输入,水循环经济所追求的经济和环境多目标将难以从根本上实现。水循环经济的技术支持体系由五类构成,包括替代技术、减量化技术、再利用技术、污水资源化技术、系统化技术等。
有效的经济政策是水循环经济发展的重要推动力和必要保障。水循环经济发展模式要求应充分发挥市场机制对水资源配置的基础作用,充分利用价格、税收和财政等各种经济手段,包括建立征收水资源税制度、上下游生态补偿制度、污水资源化税收优惠制度等,从而实现符合水循环经济发展要求的3R原则。
法律和法规作为一种强制手段可以有效地推动水循环经济的发展,也是所有发达国家普遍采用的重要手段。从目前法制建设的需要来看,我国在水循环经济立法中存在着很多立法空白,极大地影响了水资源循环利用的顺利进行,迫切需要制定新的法律法规来规范各种水资源利用的行为,例如:建立《节水型社会基本法》、《污水资源化利用管理条例》等法律和制度,是水循环经济发展模式在管理手段上的重要特点。2水循环经济国内外研究进展
在水循环的研究与实践应用方面,近年来许多国家和地区结合自己的实际做了大量的工作。这些国家和地区包括:澳大利亚、美国、加拿大、纳米比亚、日本、欧盟成员国以及西亚、非洲、拉丁美洲等国家。Asano等[3]认为水资源需求的数量和调配的范围随着人类生活与社会生产力的发展而不断扩大,一方面社会生产力的发展需要扩展水资源的调配范围;另一方面社会生产力的发展也提高了调水的经济和技术实力。Metcalf[4]从污水再生的角度系统论述了污水处理、处置和回用的基本原理。Beekman[5]从节水减污的角度系统论述了水体保护、循环利用的基本原理。Lund[6]对调水的成本与风险交易以及对自然、经济的影响进行了分析。Glenn-Marie[7]建立了国家层面水资源循环体系和水实物量核算投入产出表,并用于南部非洲国家(如纳米比亚)的水资源核算,进而分析水资源对各部门经济的影响,提出产业发展政策。
其中,澳大利亚无论在水循环研究方面,还是实践方面,都颇为成功。从1977年开始,澳大利亚有关部门便开始着手再生水项目的可行性研究,为了成功举办2000年悉尼奥运会,澳大利亚政府相继出台了《国家水资源管理战略框架》和《NSW城市和社区循环水利用导则》,并建立了相应的循环水管理机构、管理制度和标准;目前,在澳大利亚大约有500个污水处理厂,其中有一半从事循环水的开发,每年大约有150GL到200GL的废水被循环利用。2004年,在澳大利亚国会资助下,澳大利亚技术科学与工程学院出版了《澳大利亚的水循环研究》报告。这份研究报告介绍了澳大利亚当前水循环利用情况,主要强调生活和工业废水的处理程度和循环利用问题。报告讨论了一系列问题,既有国际的,又有国内的经验,并提出了未来水循环利用和管理的24条建议:水循环的定义、水循环经济的必要性、循环水的水权问题、相关制度和标准的修订和建立、循环水项目的可行性研究、循环水成本与价格方案与操作办法、对污水处理过程的技术创新、循环水项目的投融资方式、国家水资源管理机构改革、公众参与循环水项目的必要性等[8]。
随着水资源的日益紧缺,在中国,许多城市将废水循环利用作为满足日益增长水资源需求的一项重要的战略措施,对于水资源节约利用、社会经济系统水循环利用的研究也逐渐开展起来,但仍处于起步阶段,研究深度不够,成果较少。代表成果主要有:陈志恺[9]的“坚持科学发展观建设节水防污型社会研究”,贾绍凤[10]的“社会经济系统水循环研究进展”和陈琨[1]的“我国实施水循环经济模式的途径”等,这些成果对节水型社会的建立、社会经济系统水循环的研究方向、社会经济系统水循环的评价、水循环经济发展模式进行了研究。在实践方面,废水循环利用主要在以下几方面:农业灌溉,同时改善河流质量;作为工业冷却水;市政用水,如草地和树林;酒店和居民区冲洗厕所;经过处理的废水再利用于城市景观绿化;为了更加明确再生水项目执行的可行性,许多水资源短缺和污染严重的城市,如北京、天津、太原、大连和青岛,已选择部分地方和工业园区作为试点。
综上所述,随着水资源危机逐渐加剧以及人类对可持续发展目标的追求,传统的以“扩大水资源供给”为目的的工程水利管理方式以及对水资源不合理的开发、利用方式已经不能适应可持续发展战略对水资源合理开发利用的要求。传统的单一管理方式逐步向水资源与经济社会协调利用的循环经济方式转变,水资源与社会经济之间关系的研究也逐步由过去的单一水文学向多学科交叉延伸。
3水循环经济研究的新理论支柱
关于水循环经济研究的理论基础呈现出多学科交叉发展,可持续发展理论、物质代谢理论以及产业生态学理论逐步成为该领域研究的主要理论支柱。
3.1可持续发展理论
产业革命以来,人类活动对自然的两重性愈加明显,随着人口问题、资源问题、环境问题——即全球问题的提出,可持续发展成为我国,也成为全世界二十一世纪发展经济的主题。这就要求要将水资源合理开发利用提高到人口、经济、资源和环境共同协调发展的高度来认识。可见,“可持续发展”的思想将推进水资源的开发和管理,并由此构成未来水资源管理的新理论。
首先,可持续发展理论要求水资源利用要关注流域尺度或区域惊尺度的可持续发展。由于水资源与水环境系统以流域尺度为基本单元,可持续发展在协调水环境系统与经济系统的关系时,必须以流域整体思想为指导。恢复和逐步改善流域水资源环境系统的功能,是谋求可持续发展的必由之路。
其次,可持续发展理论要求定量描述并分析水环境系统与经济系统的关系,使得水环境核算研究成为当前水环境经济领域的最前沿课题。水环境核算包括实物量核算与价值量核算,实物核算是建立在水循环定量分析的基础上,用实物单位描述经济系统与水资源的输入输出关系;价值核算集中在水环境价值的内涵、类型及量化方法上,水资源价值核算将为水权、水价、排污权等水环境保护市场机制的形成奠定理论基础。
最后,可持续发展理论要求水资源利用从循环经济的角度考虑。循环经济作为生态效率高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的经济生产模式,在全球范围受到广泛的重视,是对可持续发展的重要贡献。
3.2物质代谢理论
人类社会发展的实质是物质生产和消费方式在不同时期的动态演进,也是人类对自然世界不断进行改造的历史。早在19世纪中叶,马克思就曾注意到城市迅速发展导致养分循环代谢断裂的问题(MetabolicRift),并且指出人类社会与自然界之间存在着相互制约、相互影响的重要生态关联[11]。但这以后,很少有学者在此基础上进一步提出物质代谢研究的重要思想或分析方法。
直到20世纪60年代,Kneese与Ayres以及Leontief等经济学家重新意识到现代经济社会中物质代谢过程的重要性,明确指出应当尽早开展关于物质流系统的研究,并且基于经济学理论和投入产出方法分别提出了物料平衡分析的初步方法,用以解释经济系统的生产与消费以及外部性问题,从而推动了物质代谢研究开始逐渐应用于识别产业经济结构及其导致的环境影响。1988年Ayres首次提出物质代谢(IndustrialMetabolism,也叫产业代谢)的概念,并且指出所谓物质代谢就是现代经济体系运用劳动力要素将原材料转化为产品与废物的一系列物质过程的集合,这标志着物质代谢研究范畴正式确立并得到广泛认可[12]。
进入20世纪90年代,产业生态学的建立和进一步发展为物质代谢理论和成果应用提供了切实的理论依据,促进了现代物质代谢分析技术的发展与繁荣,使得人们逐渐认识到现有的物质生产和消费模式,即物质社会代谢的结构与组织形式,是导致人类社会与自然生态系统之间尖锐冲突的本质根源。由此,以优化或重组物质代谢过程为目标,从根本上转变现行经济结构使之更加符合自然生态规律,已成为实践可持续发展道路的主流方向之一。同样,水循环经济发展模式的研究也需要分析生产、消费等环节的水资源物质流代谢过程,从根本上提出符合水资源节约、高效的经济发展模式,因此,物质代谢理论成为了水循环经济研究的基础理论之一。
3.3产业生态学理论
产业生态学主要以物质和能量代谢为主要研究内容。其主要采用物质利用强度、物质生产力、循环利用率三种指标分析社会经济的物质代谢效率[13]。以生产部门的水资源为例,物质利用强度通过分析部门水资源消耗强度与其相应的经济产出在整个经济系统中所占比例,识别水资源利用效率;物质生产力则将水资源投入作为生产力要素之一,采用单位水资源的产品或产值指标来衡量水资源生产力水平。水资源利用强度越低、水资源生产力水平越高,说明经济体系对于水资源投入的依赖性越小,系统的封闭性越好;水资源循环利用率则用于表征经济系统内部产生的“废水”或“水污染物”的再循环、再利用程度,循环利用率越高,说明耗散损失进入环境的水污染物越小,经济活动对水资源、水环境的压力就越小,而系统的稳定性也越高。
应当指出,虽然自然生态系统的构成与运行模式为重新组织现代经济生产方式与消费提供了一个参照系,但是到目前为止产业生态学并未提出标准的社会经济发展模式来保证这一战略目标的实现,目前关注的焦点问题主要包括:(1)自然生态系统的资源代谢过程的组织和协调机理如何?对于现代社会的生产和消费以及污染物的循环利用有哪些现实意义?例如,水资源在社会经济系统中的代谢规律如何进行定量描述?如何提高废水循环利用率?(2)自然生态系统中的物质分解和再利用的方式有哪些?它们对发现水循环利用的新途径有哪些启示?例如,如何避免经济系统中污水回收和再利用过程本身也可能导致的环境污染?尽管产业生态学理论尚未发展完善,但是其提出的一系列理论方法为水资源的社会经济系统分析和循环经济发展模式制定提供了重要参考价值,使水资源循环经济按照自然生态系统的组成结构、运行规则重构社会经济系统成为可能和可行。4水循环经济研究新方法与手段
在对水循环与经济发展关系研究的方法上,由于水的流动与循环,水环境系统与水社会经济系统在不同时空尺度下进行能量、物质的交换并交互影响,现代水资源与经济发展关系研究必须从系统的角度出发,研究水环境系统与水社会经济系统的整体行为、演化规律及其相互作用,从区域、流域方面加强水资源循环、定量分析。为此,物质流分析技术(MaterialFlowAnalysis,MFA)与投入产出分析技术(Inputandoutput,I/O)成为了水循环经济研究的主流方法。
4.1物质流分析技术(MFA)
物质流分析是根据工业代谢和社会代谢的概念,依自然环境为经济社会系统提供的物质输入,通过加工、贸易、使用、回收、废弃等过程形成的系统内存储,以及返回到自然环境中的物质输出等环节过程进行各类物质统计。根据物质守恒定律,整个系统中的输入量应等于输出量与存储量之和。物质流分析中,主要衡量的是社会经济系统中的物质投入、产出和物质利用效率,只考虑通过研究系统边界的物质输入/输出流,而对系统内部的物质流动结构不再细化反映。物质流分析提供了关于环境与经济体系运行机制的整体理解,使得决策者能够确定关键问题所在、选择优先控制目标和相应政策方案,从而通过改善整个经济体系的物质代谢效率来解决生态环境问题。因此,物质流分析已成为20世纪90年代以来环境管理和政策制订的重要技术方法,广泛为发达国家和国际组织所采用[14]。
从物质流分析和水循环经济的相互关系来看,物质流分析的调控作用主要体现在以下几个方面:
(1)减少水资源供应总量。在社会经济活动中,需水的多少直接决定水资源的供应量和对生态环境的影响程度,水资源消耗的减少意味着水资源供应的减少,其对整个社会经济和环境的意义是极为重要的。通过物质流分析,可以发现各部门、各环节水资源输入量的多少,进而通过技术和管理手段,不断提高水资源利用率和增加水资源循环利用量。
(2)提高水资源利用效率。水资源利用效率反映了水资源消耗与经济发展之间的关系,其中生产技术和工艺是提高水资源利用效率的核心。通过物质流分析,我们可以分析和掌握水资源消耗和产值之间的关系,并通过技术、工艺改造和更新,减少水资源的消耗定额,达到尽可能少的水资源消耗获得预期经济与环境可持续发展的目的。
(3)增加水资源重复利用量。通过对生产过程的水资源利用的物质流分析,寻求提高水资源的重复利用率的途径,可以增加水资源的循环使用量,延长水资源的使用寿命,减少水资源的初始投入,从而最终减少水资源的投入量。企业内部、产业间的水资源重复利用,中水回用,雨水和污水资源化利用等都是提高水资源重复利用的重要内容和形式。
(4)减少最终水污染排放量。实际上,在社会经济活动中,通过提高水资源利用率、增加水资源循环利用量,不但可能减少水资源投入总量(新鲜水量),同时也可以实现减少污水排放的目的。因此,在发展水循环经济的过程中,可以通过提高水资源利用率和循环利用率,实行节约用水,达到减少水污染物排放的目的。
4.2投入产出分析技术(I/O)
投入产出分析起源于美国经济学家瓦西里•列昂惕夫的“投入产出分析”。列昂惕夫1931年开始研究“投入产出分析”,主要用于研究美国的经济结构,1968年联合国把它推荐为国民经济核算方法,现已在许多国家得到推广和应用。我国于1974年开始编制了部分产品的1973年投入产出表。一些省市和一些大中城市也编制了投入产出表。1988年底完成了国家1987年的投入产出表的编制工作。同时,各省、市、自治区(除、台湾外)也都编制了本地区的1987年投入产出表。这些投入产出表不同程度地为中央和地方各有关部门应用于管理、决策,并取得了显著成效[15]。
投入产出模型应用于资源环境问题的研究开始于20世纪70年代,Leontief和Ford[16]用投入产出模型研究空气污染问题,Carter和Ireri[17]用地区间投入产出模型研究加利福利亚和亚利桑那州的水资源调配问题,Thoss和Wiik[18]用投入产出模型研究水资源管理问题,Hendricks[19]用投入产出模型研究水资源的供需平衡问题,谢梅等人[20]用投入产出模型研究北京的城市水资源系统,陈锡康[21]建立了山西省水资源经济投入产出模型并研究水资源价值问题。
将水资源和环境问题纳入投入产出模型中进行研究,为观察经济活动的水资源消耗强度和水污染物排放强度(即计算水资源消耗系数和水污染物排放系数)提供了前提,同时也为进一步利用投入产出表的消耗系数,将水资源消耗和水污染物排放置于国民经济各部门的普遍联系之中,为水循环经济的物质流分析和价值流核算、循环水价格的制定等提供了良好的分析工具;此外,可以将投入产出模型与计量经济模型相结合,预测社会经济各部门未来水资源消耗量和水污染物产生量、排放量,根据水循环经济发展目标,提出产业结构调整的合理化建议,为水资源可持续发展经济模式的探索奠定了基础。
5水循环经济研究的重点问题
水循环经济研究的目标首先是建立科学的水循环经济理论体系;其次是技术体系适宜,经济保持适度发展;第三是选择合适的水循环经济发展模式;第四是要建立良好的水循环经济管理体制和经济运行机制,这也是今后一个时期水循环经济需研究的重点问题。
5.1水循环经济理论体系构建的研究
水循环经济理论体系的构建是水循环经济走向实践的重要基础,需要从以下几个方面着手:(1)不断地寻求理论创新,建立起符合社会经济规律的水循环经济理论与方法体系,从而更好地指导水循环经济发展的实践;(2)加强对水循环经济发展模式的研究和经济学分析,从而不断提高水循环经济模式的运行效率,促进水循环经济模式的推广;(3)加强对于流域、区域、城市和工业园区等水循环经济发展的长期分析,探索水循环经济发展的内在规律,并逐步试点示范,从而更好地服务于水循环经济发展战略与政策的制订;(4)加强对于水循环经济运行的多角度分析,如市场、价格、技术、规划、法律等,从而不断充实和完善水循环经济的内容体系;(5)加强水循环经济与相关学科的对比与借鉴研究,从而不断推进水循环经济理论的完善与发展。5.2水循环经济发展模式选择问题的研究
水循环经济发展模式的选择体现在水循环体系的各个环节之中,包括供水、生产和生活用水、污水资源化、雨水利用等。其目的很清楚,一是节水,减少对自然水资源的索取,二是减少排放,减少对自然水生态的扰动。水循环经济发展模式在人类实践中早有应用,如节水器具,节水的绿色建筑,还有各种中水的回用等。总体来看,对这些模式的研究和分析还不够深入,没有更好地提炼总结,尤其是从经济学角度的分析还有待加强。由于水循环经济概念出现的时间较短,还难以评价各种模式实施的效果,这也都需要加以系统分析[1]。
(1)节约用水模式研究。长期以来我国农业采用大漫灌的灌溉方式,用水量大,利用率低,浪费严重。可见,我国农业节水潜力相当可观,应大力研究和分析农业节水模式,通过节水灌溉和节水农业相结合的办法实现农业节水。要加强对工业行业节水的经济学研究,通过产业布局的调整和产业结构的调整,达到水资源节约利用和水环境污染控制的目的。在城镇,要加强水的循环利用研究,控城镇生活的用水浪费,减少城市给水管网和用水器具漏水损失,充分发挥节水的潜力。要研究和分析各种节水模式的成本和效益,通过成本和效益的比较,选择最优的节约用水模式。
(2)清洁生产模式研究。近年来,世界上大力推广清洁生产,广泛采用循环利用经过处理的工业废水。由于采取这一措施,20年来,日本和德国的工业用水的数量没有增加。美国钢铁业在每吨钢需要的280t水中,只有14t是注入的新水,其余用的都是循环水。至2000年,我国工业废水的重复利用率已经达到70%以上,但与世界先进水平的90%~95%相比,还有不少的差距。根据我国目前的工业用水效率预计,2020年我国工业的年用水量将由现在的1100亿m3增加到2000亿m3,增加用水量约1倍。这就要求我们必须重视工业用水过程的研究,多角度地选择清洁生产模式,改进工艺和流程,进一步提高多次重复循环用水,提高用水的效率。
(3)污水资源化模式研究。工业废水资源化的观念是对传统工业废水末端治理的革命,是工业废水治理的努力方向;城市生活污水的处理可以考虑变集中处理为分散处理,分散处理的主要场所是居民住宅的屋顶。通过在城市建立中水系统,将生活、生产污水处理之后再次使用,从而节约大量的日常用水。经处理过的回用中水,主要可用于冲厕、体育场馆、高尔夫球场、浇灌花草树木、清洁道路、清洗车辆或基建施工、设备冷却、工业用水及其他可接受其水质标准的用水。我国90%以上的城市水域遭到污染,城市污水(包括生活污水和工业废水)以每年6.5%的速度增加,预计到2020年城市污水产生量将达到600亿t以上。因此,污水资源化应是我国21世纪城市水循环经济的着眼点,需要大力研究污水处理技术水平和污水资源化应用的方向。
(4)雨水资源化模式研究。由于自然和历史的原因,在我国北方地区,尤其是西北黄土高原的部分地区极度缺水。按可利用水资源统计,当地人均可利用水资源占用量只有110m3,是全国可利用水资源占有量720m3的15.3%,是世界人均可利用水资源占有量2970m3的3.7%。目前在我国的西部地区有近1000万人的饮用水极度困难。数百年来,西部地区居民积累了丰富的雨水汇集和利用的经验,使他们得以在这里生存。面对发展的需要,这种传统的集水方式受到了资金短缺的制约。为此,今后需要大力开展对西北地区雨水利用方式、雨水利用投融资方式等方面的研究。
(5)海水淡化模式研究。我国拥有1万8千多公里的海岸线和300多万平方公里的海洋管辖区,海水利用和淡化是解决淡水紧缺问题的有效途径。据测算,中国城市的用水中约80%是工业用水,工业用水中约80%是工业冷却用水。如果能够用海水替代现有工业冷却用淡水总用量的30%,就可以使沿海城市节约近20%的淡水资源,同时减少冷却水对环境的污染。我国的海水淡化起步于20世纪60年代,目前在技术上还不够成熟。今后,需要加强对海水淡化技术、海水对工业设备的腐蚀、海水淡化成本与效益、海水淡化产业化等方面的研究,使海水淡化利用成为我国解决缺水问题的重要选择之一。
5.3水循环经济技术创新问题的研究
“节流”与“开源”是解决水资源短缺的两个主要途径,在水资源供应不断减少的今天,其核心在于水的循环利用,即通过污水资源化、雨水资源化、节约用水等措施,增加水资源的间接供应,尽量减少水的使用量,这样不仅可以减少无效需求,减轻供水压力,还可以相应减少污水排放和污水处理的负担,减少对环境的污染。为此,循环用水可以说是实现水资源可持续利用的重要战略措施。循环用水需要采取工程、技术、经济和管理等各项综合措施,特别需要不断更新的污水处理技术、节水技术与设备的支持。
技术创新是为了实现一定的系统目标,考虑系统内外客观因素的制约,对各种可能得到的技术手段进行分析比较,不断研究和寻找新的最佳方案。对水循环经济的技术创新研究,主要是从事技术科学的学者,要将水循环经济的理念与思路引入水的供应、输送、使用、排放、处理和回用等过程中,通过对循环过程中水资源消耗、水循环利用、污水处理、水污染排放的分析,提出减量化、再使用、再循环的工程流程或技术建议。
北方地区不仅存在资源禀赋意义上的水资源短缺,而且水环境生态功能退化而导致的“水质性”缺水问题也日益严峻。以海河流域为例,2012年海河区水质为劣,Ⅰ~Ⅲ类水河长比例为34.6%,劣Ⅴ类水河长比例为46.1%。“水质性”缺水威胁人类身体健康,增加了处理费用并带来了新的水质安全威胁。
为破解经济发展和水资源短缺、水环境污染三者之间的矛盾,同时平衡工业、市政和生态环境用水三者需求,我们需要构建新型的区域水循环经济体系。所谓区域水循环经济体系是建立在循环经济发展理念下的一种水资源利用模式,按照“减量化、再利用、再循环”3R原则开展生产与消费环节的节水减排、污水再生处理以及再生水生态利用,构建区域经济尺度上水社会循环与自然循环的有机衔接和耦合体系,促进水资源的节约利用、高效利用和循环利用以及水生态系统的健康安全。
区域水循环经济体系区别于传统体系的重要之处在于强化了水的生态再生利用。传统水循环体系中,再生水的不同用途相互独立,利用效率不高,其社会循环利用和生态利用难以兼顾,同时忽视了再生水的自然属性,导致水质安全难以保障且公众难以接受。区域水循环经济体系强化了水生态再生环节,主要措施包括建设人工湿地、河道工程等,将工程处理后的再生水通过这些生态工程进一步实现区域生态再生,从而促进再生水的河流、湖泊、湿地等生态利用与水质净化和水质安全保障。
区域再生水的利用体系的构建可以充分结合该流域污水处理厂、人工湿地以及结合湿地形成的近自然生态系统,发挥它们在水质净化过程中的作用和生态储存的功能。再生水在近自然生态系统的进一步处理与储存可以提高再生水的生态安全性能,形成提升城市景观生态形象的生态景观带,增加再生水在自然界中停留时间,实现了再生水的生态安全回用以及与城市景观的有机结合。以此理念构建的区域再生水循环利用体系,可以实现多目标多层次再生水的回用,缓解流域水资源短缺以及开采率过高问题,减少了入河污染物的排放量,实现了水生态、水污染治理与水资源的协调统一及有机融合。
山东徒骇河、马颊河流域水循环经济体系实践
山东省自“十一五”期间就倡导推行“治、用、保”治污体系来进行水循环经济体系的建设,如图1所示。
徒骇河、马颊河流域主要城市聊城市、德州市“十二五”期间积极完善“治用保”流域治污体系,把污染源治理、废水集中深度处理、再生水区域循环利用体系构建和人工湿地等生态工程建设相结合,以污水处理工程的保障废水收集和再生,以再生水区域循环体系的构建保障水资源的节约和污染物的减排,以湿地等生态工程的建设作为生态环境改善、景观效果提高的有效途径,实现流域水环境质量的持续改善。2013年、2014年聊城市和德州市分别代表山东省参加了国务院组织的《重点流域水污染防治专项规划年度实施情况考核》,取得了海河流域第一名,也是全国9大流域第一名的好成绩。
2012年徒骇河、马颊河流域直接或间接排入的城市污水处理厂共17座,该年度污水处理厂处理量约为70.5万m3/天,再生水回用量约为13.6%,其中4.7%为工业回用,8.9%为景观回用。流域内再生水利用模式单一,流域内污水处理厂再生水利用主要集中在景观环境、工业用水的再生利用,没有形成区域层面上再生水利用的模式。2012年流域内再生水管线较少,仅少数的工业再生水大用户铺设了再生水管线。基础设施的滞后更加制约了再生水的进一步利用。除此以外,流域内再生水的使用缺少政策激励以及政府引导。
徒骇河、马颊河流域实现再生水的区域循环利用具有得天独厚的条件。首先,流域内的城市污水处理厂目前均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,具备了再生水回用的条件;其次,每个城市污水处理厂均建有人工湿地进行进一步净化处理,这既可以进一步提升水质,又可以和当地景观建设相结合,起到保障水质安全的屏障作用。针对徒骇河、马颊河流域再生水现状及存在的问题,结合流域发展现状,构建高效、安全、经济的区域再生水利用体系是流域再生水利用发展的方向。
茌平县城区再生水循环利用构建案例
茌平县位于聊城,位居百强县第75位,工业经济发达(2014年数据)。2011年,茌平县污水再生利用率很低,其次工业用水地下水取用比例较高(达75%),工业废水排放量占总排放量的74%。;城区主要河流生态受损,水体自净能力较弱,城区内部分支流河道断流,河道连通性较差,部分河道之间缺乏有效的连通和互动;城区规划中的环城水系还未联通,城区生态用水缺乏,水生态环境状况整体需要改善,水循环利用系统尚未形成。
针对茌平县存在的水环境问题,结合茌平规划中环城水系的建设、规划中金牛湖(茌平县城区工农业用水水源地)的建设,以及茌平县供水现状、用水现状、排水现状,提出以城市污水处理厂稳定达标排放为基础,以人工湿地、环城水系等为水质安全保障措施,以保护茌平县域地表水环境、构建城区宜居生态环境为核心目标,以再生水梯级利用、多元化利用为节约水资源手段,构建茌平再生水循环体系(如图2所示)该方案涵盖了茌平县城区“十二五”期间主要的环保及城建基础设施建设项目:茌平第一污水处理厂、第二污水处理厂升级改造项目、茌中河人工湿地工程、环城水系建设项目、金牛湖工程、工业再生水利用工程等。茌平第一污水处理厂、第二污水处理厂出水汇集后进入深度处理工程稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准。污水处理厂深度处理的出水进入城市污水处理厂后潜流湿地和茌中河河道走廊人工湿地,经湿地进一步处理后的水回用于规划建设的环城水系,改变环城水系单纯以黄河水作为补充水源的规划。将环城水系建设为环城水生态功能景观带,通过生态系统增加水体在自然生态系统中的循环,最后流入金牛湖,作为茌平县工农业补充水源。该方案实施后城区水量平衡见图3(以2011年数据为基础进行预测)。
该方案主要特点如下:
(1)再生水的安全生态利用
该方案的显著特点是再生水的安全生态利用,即污水处理厂再生水经过湿地系统处理、环城水系处理与存储再进入金牛湖。近自然生态系统的进一步处理与储存可以提高再生水的安全生态性能。
(2)再生水梯级、多元化回用
再生水的梯级、多元化回用是该方案的另一大特点。茌平污水处理厂部分再生水直接回用于电厂作为循环冷却水,其余再生水进入茌中河人工湿地工程及环城水系,进一步得到处理的同时也作为城市景观生态用水,增加了再生水在自然水体中停留时间及生态安全性,同时环城水系作为县城区工业用水水源、农业用水水源、市政浇洒及绿化用水,实现区域内再生水的梯级利用和多元化回用。
1导语
由于我国今年近年来造纸行业的迅速发展,纸制品产量数量迅猛增长,全球位居第二。这群过各地的造纸企业如雨后春笋般拔地而起,其中大部分都是一些中小规模的企业。由于在造纸行业的生产中,对废水和废渣的处理不当,很容易造成对环境和水质的污染,对我国的环境上的可持续发展道路造成威胁。由于在我国造纸行业中采用以草浆为原料的生产方式,增加资源的投资成本,同时了加重来对环境的污染程度,尤其是对水资源的污染情况。针对这一情况我国的造纸行业积极的进行生产转型,回收利用废纸进行造纸,一方面实现了对森林资源的保护,另一方面也有减少了生产废渣,提高了废水循环回用率。并随着社会的发展相关,相关的治理技术手段更加趋于成熟,全面实现了我国造纸行业的中的清洁生产和对废水循环回用,将废纸造纸中的废水治理问题有效解决。
2清洁生产在废纸造纸企业中的应用
2.1清洁生产的概念
所谓的清洁生产,就是指在产生污染的根源将污染产生量降到最低。其最终的目标是为了实现对资源的使用削减,并对生产的全过程实施监控。最大程度实现原料的利用率,在生产的过程中采用最科学的生产工艺和方式,对工人的生产和操作进行全面的监督和管理,将可能产生的问题在过程中进行把控和解决,从一定程度上遏制了生产发展和环境污染之间的矛盾的产生。
2.2清洁生产的方法及意义
在废纸造纸的企业中采用清洁生产的方式,可以根据企业生产中具体情况进行探究。首先可以根据生产环节上的重点排污工作进行原料和生产工艺的改进,制作详细的工艺流程草图,并加强对原料的管理。采用先进的清洁生产技术,不仅可以帮助企业降低资源消耗,提升造纸企业的整体竞争力。
3废水循环回在废纸造纸企业应用
3.1废水循环回用技术的概念
肥仔废纸造纸企业中,废水循环回用主要是依据废水的水质进行分类,将水质好的废水分出部分用作低水质的废水,然后再将低品质的水分分出部分,用作更低的水质中进行不断的循环运用。经过这样逐层的过滤划分不但减少了废水的排量,更能够又掉的净化废水的清洁程度。
3.2废水循环的方法及意义
在进行废水循环会用中主要运用到的方法有混凝沉淀法,化学处理法,生化处理法以及气浮法。根据企业的实际生产情况,采用科学的方法进行废纸造纸生产中的废水循环方式,在进行废纸纸浆的生产过程中,对产生的废水进行有效的过滤,以提升废水的净化速度,降低废纸生产的成本,大大提高了造纸企业的生产效率。
4相关对策及方法
4.1提高生产人员的清洁生产意识
造纸企业可以加强对员工对清洁生产方式的培训和管理,实现工人生产意识的思想方式上的转变,提高工人的清洁生产意识。才造纸企业可以通同建立健全相关对清洁生产目标的贯彻和管理体系,制定和生产相适应的奖惩制度,确保清洁生产的实效性。
4.2增加对清洁生产上的投资金和技术投入
在废纸造纸企业实施清洁生产对策是减少污水排水的有效对策,所以企业可以加强对企业清洁生产方式上的资金投入。另一方面,我国的政府也要加强对废纸造纸企业支持和投入,减少对相关企业的税收,将资金用于造纸排污设备上,推广清洁生产的方式。
4.3健全对废水循环回用流程规范
建立对造纸产生废水的贮存系统,采用先进的废水治理技术,提高对造纸产生废水的循环利用率。在造纸生产的发展过程中严格规范每一个生产的环节管理和监督,在生产的工艺上采用科学的废水处理工艺和技术,如:气浮法,生化法以及物理法等处理方法,有效降低废水中的污染系数,去除混合纸浆中的沉淀,简化操作方式,提高生产效率。
4.4加强对废水储备和处理设备的管理
定期对废水处理设备的进行检查和维护,确保设备的安全运行,发现设备出现问题的时候及时的采用设备维修措施,排除一切能够干扰废水处理和利用的故障的发生,确保整个废水循环回用的系统的运行。
5结语
综上所述,在我国的造纸企业中,企业都在采用废纸造纸所使用的工艺和对环境污染治理的问题上进行全面的实践和探索,所以企业都在为实现我国环境可持续啊发展的战屡和目标上共同的努力,将生产和原料的资源成本降到最低,将对环境的污染降到最低。本文基于废纸造纸企业采用的工艺和方法进行探讨,并提出相关意见,希望能够为我国造纸企业中对于纸浆和废水的处理方式上进行不断的改进,实现生产和环境的和谐发展。
参考文献
[1]赵敏娟.废纸造纸废水和生活污水处理技术方案的研究[D].西北农林科技大学,2011.
Abstract: With the development of society, remaining relatively stable and balanced ecosystem ecological residential area has been the residential construction development trend and fashion. And has important significance for the real life on urban ecological residential area water recycling. This paper describes the recycling of water resources for urban ecological residential area.
Keywords city; residential; resources; cycle; ecology; system
中图分类号:S891+.5文献标识码:A 文章编号:
引言
城市生态住宅小区是节约和循环型社会的重要组成部分,是一个技术与自然充分融合,资源利用最有效,环境清洁、优美、舒适的人工复合系统。由于生态住宅小区能够大大降低因自然灾害、生态环境破坏或暂时失衡等影响而产生的各种风险,因此有利于提高小区文明程度的稳定、协调和持续发展。水是生态住宅小区的基础。水资源的有效循环利用在生态小区规划建设中占据着十分重要的地位,水资源的“开源”是实现小区资源利用的首要环节。它要求在自然物质一经济物质一废弃物的转换过程中,通过高新技术的使用来推动物质的有效转换与再生,以及能量的多层次分级,从而在满足消费需求的同时,又能使生态环境得到保护,达到生态环境建设的目的。因此,研究生态住宅小区水资源循环利用有其重要的现实意义。
1、案例概述
东方太阳城十分重视绿色生态设计,把它作为落实可持续经营理念的技术保障体系。绿色生态设计要求“对影响所规划地区的自然界力量进行生态学的观测”,通过观测确立最适合这些自然条件的设计形式。环境中的各元素不仅承担来自人类需求的社会功能,同时也参与物质能量循环,承担着影响生态平衡的自然功能。绿色生态设计谋求这两种功能的和谐统一,强调尊重自然、享受自然、适度消耗、可持续发展。在东方太阳城的设计中,绿化和水体不仅是景观要素,也是环境优化系统的重要组成部分。这一系统包括雨水管理系统,废水处理系统,利用植物调节改善气候条件,通过水体帮助创造舒适的小气候以及清洁能源的利用等。生态设计理念的实施得益于一系列新技术的采用。如环保生态的雨污水处理系统。东方太阳城在整理、平整基址时,利用现状地貌自然形成约16万平米人工水体,通过水体达成雨水收集、防洪调蓄、改善小气候的作用,取消了惯常采用的管道雨水系统,节省了投资;雨水流入水体后受水生植物的作用得到净化,而雨水的注入又能防止水体变质。污水处理加入了中水系统,处理后的中水用于绿地浇灌和水体补水。采暖方式以水源热泵为主,独立住宅中使用了地源热泵,使用中除系统运行的电能外,其余能源均从地下采集,不需另外经济投入。这些新技术的采用有效地提高了老年社区的环境品质并降低了社区运营成本。
2、生态小区水环境
生态小区水环境系统(Water Systems),是指满足小区内居民水量,水质要求的前提下,将水资源综合利用技术集成一体的水环境系统。它由给排水系统、污水处理与中水回用、雨水收集利用、绿化与景观用水等几个方面组成。生态小区水环境应实行低质低用高质高用的用水标准,最大限度地提高水循环利用率和用水效率,减少小区污水排放量,实现小区用水的良性循环,节水率不低于8%,非传统水源利用率不低于lO%。小区水环境系统设计中给排水子系统的设计是核心,在生态住宅小区中,节约用水和水的循环使用是生态小区水环境系统设计的重要内容。在过去的城市小区建设中,小区的给排水只是从工程角度的给排水,水从城市管网中来,或从其他自然环境中来,把好水引进建筑,把污水排放到城市管网,让城市去承担污水,这样既不利于节水和水资源的循环利用,也不利于水污染的控制,不是生态住宅小区水环境发展的方向。作为生态住宅小区的给排水系统应靠生态功能来解决,让好水进入建筑,排出去的也应是好水而不污染环境。
“生态型小区"很重要的一个衡量标准,就是能否解决好水的循环利用。我国单位工业产值的水耗是发达国家的3.5倍,工业用水的重复使用率低,而生活用水的重复使用率几乎为零,从污水处理走向中水回用,乃至实现一定地域内水资源的良性循环,污水的就近处理、就地消化将是必然的趋势。在水资源紧缺的现实下,将污水进行深度处理后作为再生水资源是必然的发展趋势,污水资源化利用技术的推广及应用势在必行。
中水回用是实现城市住宅小区污水资源化的重要方式,居住小区采用中水系统后,小区用水量将节省30%—50%。小区污水回用开辟了第二水源,降低了小区自来水取用量,经处理后的污水回用于小区,减少了污水的排放量,减轻了受纳水体的污染,也减少了治理环境污染的投资。所以污水回用既节约了水资源,也消除了环境污染,具有多重效益。一般而言,宾馆建筑设置中水处理系统可节水60%,办公楼可节水40%,民用住宅小区可节水20%。
中水优先用于小区绿化和杂用,水量多余时储存起来备用或直接排入雨水管道,不再收集到城市的污水厂集中处理,从而减轻污水集中处理的负担和节省部分污水收集管道的建设费用,小区的污水得到原位再生处理。
中水回用的经济性是决定其能否广泛应用的关键因素之一,中水回用的成本由污水收集、污水处理、回用供水、污泥处理、运行费用等组成。中水回用,实现污水资源化,是目前解决节水治污两大问题的最有效的途径之一,在水资源严重短缺的当今社会有着重要意义。
3、生态住宅小区水资源循环利用综合系统
通过政府引导、小区规划,建设过程中的配套设施等同时建设,小区居民的积极参与,资源循环利用型的生态小区将呈现在我们面前:即小区内产生的雨水和废水经过适当处理,一些被用户冲厕重新利用,一些用于污水源热泵的水源,作为居民采暖、制冷和热水的资源,一些用于小区绿化灌溉和道路冲洗.在住宅小区内实现了水资源的零排放和全利用。
节能、节水、治污生态小区资源的循环利用不但节约了水资源,充分合理利用小区垃圾为小区居民提供了更多资源和能源,而且治理了污染,美化了环境。生态小区水资源循环利用综合系统见图1。
图1生态小区水资源循环利用综合系统
4、实现生态住宅小区资源循环利用的保障措施
4.1研究、制订地方性法规
明确规定生态住宅小区必须使用再生水、中水的分类收集;对于不使用或不建设再生水、中水的企业和单位,要求交纳相当数量补偿金,由政府统一支配,用于建设城市集中污水处理回用设施和垃圾处理设施,或补助建设中水设施的开发商、企业等。对于有设施而停用的,给予处罚。鼓励小区水资源利用的商业化处理方法,制定积极的经济政策,使投资者、建设管理者、使用者的合理利益得到满足。
4.2合理规划和建设资源循环利用的设施和设备
要实现住宅小区的资源循环利用,必须规划、建设好住宅小区内的雨水、污水收集处理的设施和循环利用系统,建立和推行住宅小区水资源循环系统的管理制度,鼓励措施和支撑体系,为小区系统能正常运行提供有力的保障。
4.3建立资源价格体系
对于城市供应资源和小区循环利用资源实行不同的价格体系。总的原则是既要有利于节约社会资源,又要使居民尝到使用小区提供循环使用资源的好处。例如将中水的价格确定为饮用水50%一70%。这样以价格为导向,既可有效地鼓励中水设施的建设、使用,产生环境效益的同时产生经济效益,使污水回用、中水利用健康发展。
4. 4通过宣传和引导,使节能和治污成为自觉行动
通过小区的媒体、公共场所宣传节能、节水和治污的的政策、方针和其重要、必要性,使广大居民首先从思想上有一个正确的认识,进而从行动上按照生态住宅小区的要求进行节能和治污,最终使之成为他们的自觉行动。
结束语
小区水生态循环利用模式是一个技术与自然充分融合,水资源利用最有效的人工复合系统。在这个模式中,不仅实现了各类水资源“分质供水,优质优用,低质杂用"的要求,还做到废水再生回用,实现了居住小区水资源可持续利用。实现生态住宅小区水环境生态化有着极大的现实作用和意义,它是实现城市住宅小区节水的重要途径,能取得显著的经济效益,而且能在一定程度上缓解城市用水供需矛盾,减少污水排放量,保护环境,取得较好的社会效益和环境效益。
参考文献
【l】2006年国民经济和社会发展统计公报.中华人民共和国国家统计局,2007.
【2】大连市统计局.2007大连统计年鉴.北京:中国统计出版社,2007.
【3】盖美,田成诗.大连市水资源现状及成因分析.辽宁师范人学学报(自然科学版),2006,29(3):259.362.
【4】秦明乐.大连市城市供水节水2010年规划,1999.
水资源在一般意义上而言指的是与人类社会和生态环境保护密切相关而又能不断更新的地下水和地表水,其补给的主要来源是大气降水。在自然界中是一个蒸发- 降水的自我转换的过程,这是淡水的自我循环过程。而随着人类社会的逐渐发展,除了水的自然循环之外又出现了水的社会循环。而且水的社会循环正逐渐占有更大的比例,而且正在逐渐引发水资源危机。
一、节水及循环利用现状
水资源的利用主要分为农业用水与工业及生活用水。农业用水趋近于自然循环,节水只能从提高利用效率入手。而从水的社会循环可以得知:污、废水回用可以减少城市由天然水体的取水量,缓解水资源危机,所以污、废水回用也是节水的重要面。可行的污、废水回用有多方面,工业企业内部水的循环利用和重复利用是使用最广的一种,但是我国在这方面与发达国家尚有不少差距,目前,我国工业用水的重复利用率只有50%
~60%,经济发达国家在70%以上,其中钢铁、化工和造纸业中水的重复利用率竟分别高达98%、92%和85%。城市污水回用于工业,对于节能减排具有重大意义。
二、节约用水的重大意义
节水具有重大战略意义。节水不仅可减少从天然水体的取水量,缓解水资源危机,而且可减少供水处理费用。此外,节水还可同时减少排水量和污、废水处理费用。据测算,随着我国城市化进程和经济的发展,城市用水量会不断增加,相应的排水量也会不断增加,为实现水的良性社会循环,城市供排水所需费用将增大到国民经济难以承受的程度。只有节水,显著减少城市供、排水量。才能将费用降下来。所以不仅水资源贫乏地区要节水,水资源充足的地区也要节水。从战略角度,节水应受到高度重视。水资源系统是由参与水文循环过程的各种状态的水与各种自然和社会因素所组成的一个复杂系统,其承威力是有限的。由系统中所能承受的抵御洪水、抵御污染以及供水等能力形成的就是水资源系统的承哉力,其水资源系统越大承戴力就越大。同生态系统一样,人类或自然活动超出了系统的承羲力,将导致系统平衡破坏,表现为供水不足、防洪能力破坏,水质污染等等。随着城市化进程的加速城市人口将大幅度增长,我国城市需水量和污水排放量会同步增长而这是目前的水资源和水环境条件所不能承受的。但无论是牺牲生态环境用水还是影响社会经济用水都不是大家所愿意看到的结果。因此摆脱困境的根本出路就是节水。
三、水资源的现状和面临的问题
(1)水资源短缺;(2)水资源浪费严重;(3)人们节水、保护环境的意识淡薄;(4)天然降水等水资源利用率低、浪费大;(5)水环境破坏严重,可用资源少;(6)水土流失严重。
四、节约用水的理论依据
节水有如下几个方面的理论依据:(1)水量是可循环的,既然可循环就有可能重复利用;(2)水质功能是可恢复的,被污染的水可以再生利用;(3)用水需求是有弹性的,可以采取措施予以压缩。总而言之,就是水资源的利用效率是可以通过控制予以提高的。
五、节约水资源及水循环利用管理对策
1.农业灌溉用水是当下消耗水量最大的项目。由于广泛采用漫灌等传统落后的灌溉技术,使得农业用水效率极其低下,但同时也意味着通过建设先进的农田水利工程将具有极大的节水潜力。我国目前已采取各种节水措施的灌溉面积已经达到将近0.14亿公顷,但前期所采用的各种节水措施大都以提高的利用率为主要目标。节水技术中最根本和有效的措施则是采取渠道防渗。根据国内外实践经验,采取防渗措施后,至少可是渠道渗漏损失减少一半以上。其中濮阳县部分地区通过使用渠道防渗、管道输水技术比土渠减少了高达60%~90%的输水损失。部分地区高产值经济作物通过使用喷灌技术也发挥了巨大的经济效益,同传统的地面灌水方法相比,喷灌技术具有适应性强的特点,喷灌技术原则上可以适用于任何地形并且可人为控制输水量,对农作物可进行精细化灌溉且灌溉均匀、质量高,不产生地表径流和深层渗漏,因此可节水30%~50%,增产
20%~30%。
2.工业生产用水是仅次于农业生产的耗水大户,且是水资源污染的最主要来源。那么针对这种现状,提高工业用水效率是一个方面,而将工业用水进行循环利用也是一个重要方面。二者相结合不但达到节水的效果而且还可以减少水资源污染的工业废水量,进而对环境污染的减轻具有关键意义上的影响。
3.中水回用技术的创新是实现节约用水的重要举措。城市生活污水量大,采用先进的水处理工艺,将城市污水处理厂的二级出水经深度处理后再回用给电厂等冷却用水,还可以用来建筑施工、喷洒道路、冲厕用水及地下水回灌等。濮阳市清丰县正在建设中的污水处理厂中水回用工程就是这一思路的现实应用,项目为一座中水回用厂,新铺设中水输送管网7.41公里,中水回用能力高达1万吨/日。建成投产后将不仅节约大量水资源,还减少了大量污水排放。
4.增强全民爱水、节水、循环利用水的观念。构建一个节约型的社会,除了要有一个节约型的社会机制外,构建起一个节约型的社会观念至关重要。要通过各种渠道全方位宣传科学用水、节约用水、节约能源。要把节能、节水的宣传教育当作提高全民素质和创建和谐文明社会的重要内容来抓;要多方位、多渠道、多层次抓科技节能、节水、用水、管水与保护生存环境的宣传教育。要提高全社会对水资源的危机感和水资源与可持续发展的关系,认识到节水的重要性、紧迫性。
5.应用新技术改善旧设备,提高节水效果与效益。城市园林绿地用水可充分利用天然的河流和湖泊水系以形成良好的城市生态水景系统,通过与城市天然水系及绿地灌溉系统相连进而使得水资源最大限度地重复利用。研究开发在高层建筑、公寓、宾馆、大专院校、居民住宅小区等建设中水道工程回用部分生活污水,在农田旁和居民住宅小区的楼顶建立蓄水池,收集雨水用于冲厕、园林绿化以及锅炉采暖用水、农灌用水等。应用先进的节水型卫生洁具及控制设备,如水龙头及高低位水箱配件、洗浴制品等,从而使水量和水压及供水时间能得到有效控制。
综上所述,实现可持续发展已被世界普遍认同,而节约用水和循环利用水资源已经成为当今社会实现可持续发展的重要组成部分,是我们民族振兴与国家腾飞的一个重大资源支撑点。中国水资源相对匮乏并且生态环境保护与治理难度大的现实告诫我们:科学保护水资源,节约水资源是全社会面临的严峻问题,要依靠政府部门完善的法规、有效管理和全民的共同参与,要提高政府部门领导、国家工作人员与全民节能、环保意识,使全社会形成节约水资源、保护水资源的共识。同时保护水资源与节水只有和能源节约、环境保护、科学规划、科技进步、科学机制等多方面因素相结合,才能形与社会、经济与生态共同进步、和谐发展的综合效果,才能从根本上解决科学保护水资源、节约水资源的根本问题。
参 考 文 献
中图分类号:TK51 文献标识码:A 文章编号:1673-8500(2013)01-0062-02
随着我国经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐和经济的快速增长,各项现代建设取得巨大成就,但也付出了资源浪费和环境污染的巨大代价。我国当前面临着经济社会快速发展和人口增长与资源环境约束的突出矛盾。
国家出台政策积极推进能源结构调整。大力发展可再生能源,抓紧制订出台可再生能源中、长期规划,推进风能、太阳能、地热能、水电、沼气、生物质能利用以及可再生能源与建筑一体化的科研、开发和建设,加强资源调查评价。
响应《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出的“十一五”期间目标,要求达到国内生产总值能耗降低20%左右,主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。
而针对“十一五”及“十二五”的后续政策,国家对于能源行业的重视逐渐凸显。提出了加快建立节能技术服务体系,制订出台《关于加快发展节能服务产业的指导意见》,促进节能服务产业发展。培育节能服务市场,加快推行合同能源管理,重点支持专业化节能服务公司为企业以及党政机关办公楼、公共设施和学校实施节能改造提供诊断、设计、融资、改造、运行管理一条龙服务。
一、校园系统特色和智能能源规划意义
教育资源是社会资源的重要组成部分,高等院校作为社会大系统中的一个子系统,是能源消耗和污染排放的大户,随着学校规模的不断扩大以至于校区的新建或扩建,这种能源消耗量和污染排放量不断增长。
1.校园系统的特色
(1)师生人数众多,人口密度大。
(2)舒适度需求增长,单位能耗增加。
(3)建筑体量巨大,运营成本高昂。
(4)建筑类型繁多,管理类型单一。
(5)学校间距大,系统间影响不大。
(6)学校的示范效应大。
受现代能源规划行业工作内容的启发,再结合校园体系多项特色,本文定位探究建设智能校园能源规划,绿色校园可以节约学校的资源消耗、降低办学成本,在社会上也有示范和带动作用,对整个社会的节约也具有很重要的现实意义,同时也有利于培养在校学生的节能减排意识,从而达到深远的教育意义。具体运行环节,在分析调研基本材料后,以华北电力大学为模版,对存在问题及原因进行分析,对推进绿色校园建设工作提出了相关对策和解决方案。
二、能源规划内容和基本步骤:
1.区域性能源规划的基本步骤
(1)能耗负荷调研与分析。
(2)区域内一次能源及可再生能源、生物质能源状况及分析。
(3)制定可行的若干方案。
(4)初投资分析。
(5)运行成本分析。
(6)资源需求分析。
(7)能源政策分析。
(8)针对项目具体情况进行个性化论证,形成最终能源系统方案。
在以华北电力大学为区域末班进行能耗负荷调研与分析及区域内一次能源及可再生能源、生物质能源状况及分析后,得出区域性能源的规划可以从可再生能源方式发电、智能模块节电、水能循环利用、热能智能利用四个方面实现集成、增效、开源、降耗的目的。
2.利用智能模块节电的应用模式
大学对整个国家的节电意义重大。校园建筑的多样化、管理的复杂性以及社会关注度决定了校园节电解决方案是系统化的综合方案。资金来源、解决方案、技术人员、施工措施、评估效果都是学校关心的问题,因此实施校园节电工程应避免成为简单技术的堆砌。节约型校园最终目标是实现节电量,实现节电减排指标性的目标。对于学校而言,将获得运行成本的降低与校园管理的高效化。
目前, 我国有2000 多所高校, 近2500 万名在校大学生,是节电减排理念的重要传播群体。据测算, 如果它们都采用行之有效的节电技术, 一年可节省约210 亿元人民币。据中国高等教育学会后勤管理分会测算, 如果百所北京高校都建设成为绿色大学,采用行之有效的节电技术, 每年至少可以节约20多亿元。每年有600多万名毕业生走出校园,如果他们将节电理念推广到社会中去,对全社会起到的作用将不可估量。结合分析华北电力大学现状与特色,总结校园区域性可应用的节电技术如下几项:
(1)教室红外感测LED灯
要由光照检测电路、温度检测电路,热电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成。工作时,光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱室人是否有人等信息送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节电的目的。
(2)红外感应路灯
能进行补充电能并且利用红外线感应装置通过判断是否有行人和车辆通过来控制灯的明灭,既达到省电的目的,又不影响交通照明。根据红外线感应装置自动控制灯的明灭。技术关键在于利用红外线感应开关及其它开关(电磁继电器开关、光控开关、定时自动控制开关等)巧妙结合,及时控制灯的明灭,达到车来灯亮,车走灯灭的目的。
(3)太阳能辅助加热和浴室热水锅炉并网运行系统
该系统首先对学校锅炉房进行改造,使用了真空负压锅炉、节能型屏蔽泵,并在每栋楼的回水管路上安装了一个相应型号的数字式恒流量调节阀,实现了热力管网的供热量平衡;创新式的采用了分区供暖和分区单独补水形式,提高了供暖系统的安全性和经济性,并减少了跑冒滴漏;利用计算机自动化控制系统和远端采温系统,实现了控温自动化、及时化和方便化,达到了经济供暖,节俭用电的目的。
(4)节能电梯
该电梯系统采用变频调速的电梯。电梯起动达到最高运行速度后具有最大的机械动能,从到达目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止,这一过程是电梯负载释放机械动能的时段。变频调速器通过电动机可以将这一时段的机械能转变成电能存储在变频器直流环节的大电容中,大电容存储电量有限,采用制动单元和外加大功率电阻,将大电容中过多的电量消耗到外加大功率电阻上发热消耗掉。能量回馈器则可以将大电容中储存的电量几乎无消耗地回送给电网。从而既达到节电目的,又避免了大功率电阻耗电发热,大大改善了系统的运行环境。
3.利用可再生方式发电的应用模式
基于对现有小型发电方式的仔细筛选,以下几个发电措施可以在较小规模的区域使用并产生一定的价值,具体如下:小型风光互补发电机、太阳能发电、压电陶瓷发电、健身器材发电等。
针对校园这样一个人口密度大,社会功能较为单一的区域而言,我们从中进一步筛选出以下几种适用于校园的发电措施,并大约估算了其带来价值的多少:
(1)太阳能光伏发电
光伏发电系统是由光伏电池板、控制器和电能储存及变换环节构成的发电与电能变换系统。并网光伏发电系统是与电力系统连接在一起的光伏发电系统,像其他类型发电站一样,可为电力系统提供有功和无功电能。光伏电池所发的直流电能经变换器变换成与电网相同频率的交流电能,以电压源或电流源的方式送入电力系统。
(2)小型风光互补发电
风光互补照明系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、灯具等部分构成。风力发电机和太阳能电池可以各自独立发电,也可以共同联合发电。阴雨天和夜间可以利用风能,无风时可以利用太阳能,风能与太阳能互补发电。系统同时配有蓄电池,可以保证在无风又无光的情况下正常工作。控制器对蓄电池的过冲、过放进行保护,并对光源的开启和亮灯时间进行控制。
(3)压电陶瓷发电技术
压电陶瓷发电技术利用压电陶瓷的正压电效应将机械能转换成电能,为各种微型电子设备提供动力。
(4)健身器材发电
利用液压传动的措施将健身器材的不规律机械能转化为水的势能,平稳地发电,并利用电力电子装置改善电能质量后供电力设备使用
4.水能循环的应用模式
(1)水能循环简介
对于水资源的合理处理、处置和优化循环利用等已成为当代水系统的重要内容。在校园这个“用水大户”里,利用水循环往复的原理,对校园的雨水、地表涵养水、和污水进行收集再利用,开发中水处理循环利用系统、雨水自然水循环利用系统,进而可有效解决用水需求与供水困难之间的矛盾。
(2)可循环水资源分类
污水是环境的主要污染源,也是宝贵的再利用资源。可利用的污水资源可来自于学校澡堂、水房、宿舍楼、食堂和教学楼卫生间等场所;雨水包括屋面排水、路面径流雨水和绿地降水。
(3)节水处理系统
根据校园建筑物的分配特点,校园节水系统可分为中水循环系统和雨水收集再利用系统。
中水循环利用系统主要由集水管道、分流取水器和综合处理池两部分构成。来自于澡堂、水房、宿舍楼、食堂和教学楼卫生间等场所的污水通过集水管道,到达综合池,污水在综合池内进行调节、水解酸化、厌氧脱氮、初次沉淀等功能。这些污水经过再生处理和二次处理,便可达到使用水标准,回用于冲厕、绿化、河流观赏等。当污水量大于取水量的情况时,可应用不需要动力和清渣的分流取水器进行取水。
雨水收集与处理系统分为对屋面雨水收集利用和路面雨水收集利用两方面, 经过简单处理后用于绿化浇灌和道路洒水清洁。一方面,屋面雨水收集及利用,考虑到雨水降雨的不均匀性和屋顶面积的大小,需要设置不同规格的雨水贮存池,雨水储存调蓄池根据建造位置不同可分为地下封闭式、地上封闭式、地上敞开式等。一般建筑密度高、土地昂贵的校区,采用混凝土地下式贮存池,并采用成套水处理装置,通过沉淀、过滤、消毒、活性炭处理和膜技术等处理措施对初期雨水进行弃流处理或调蓄处理,将污染程度高的雨水弃流,排入污水管网,将水质高的雨水输入调蓄池处理。计算表明,储存池按降雨量10-20mm储存,此时的集蓄效率约为45-60%,雨水回用工程可以实现效益大于费用,具有较好的经济性。另一方面,路面雨水蓄渗利用,通过对路面雨水口构成蓄渗排放系统,在地下增设排水管,穿孔管周围用石子或其他多孔隙材料填充,具有较大的蓄水空间,将道路等各种铺装表面形成的雨水径流汇集入管道就近流入综合池或中水处理站等,使雨水尽可能长久的得到储存和分散利用,并实现绿化、清洁等用途。
5.热能智能利用的应用模式
(1)热能智能利用简介
暖气流量智能控制系统是一套旨在通过充分提高暖气利用效率,减小热能浪费同时为人们提供一个更加舒适的环境的装置,是一种结构简单、使用方便、可以及时有效的根据室温变化改变暖气流量进而改变室温的智能调控系统。
(2)热能智能利用系统原理概述:
该系统由电源模块、测温模块、中枢控制模块、人机交互模块、气温输出显示模块和流量调节执行模块这六部分组成。在系统工作时,首先由测温模块采集到室内温度,通过由两位数码管及数码管排阻组成的气温输出显示模块显示出来,并将模拟信号转化为数字信号之后输送给控制系统处理。 中枢控制模块AT89S51单片机处理来自温度传感器的温度信息,同时将处理之后的指令传输给执行模块和显示模块。 当显示模块显示的数值不满足人们对室温环境的要求时,用户可以根据个人需要通过由两个温度设定键和设定温度显示器构成的人机交互模块上自主设定最合适的室温值,该模块可直接与单片机相连。流量调节执行系统是具体完成管道内暖气流通量的执行机构,主要由驱动电路和步进电机组成,与步进电机转轴连接的转子阀门被安装在管道内,达到调控目的。
(3)热能智能利用性价比分析
本系统解决了目前室内暖气流量无法根据不同需求实现自动调节的实际问题,该装置通过自动检测实现自动调节,智能化明显,装置结构体积小,方便安装,且综合能量利用效率提高15%以上。
三、区域性能源规划的可行性和应用前景分析
能源规划的目的是借助于当今先进的科学技术,在统筹规划的基础上,对区域内的能源系统进行全面、细致、专业化的设计,充分应用先进的节能技术、控制技术和新能源技术、实现能源系统的安全、节能、高效运行的目的。
通过逐步分析和筛选解决方案,可以使区域内的能源利用率达到最高值,同时获得了经济和环保两个方向的盈利,而所列举方案均已成熟并试用于各大高校,若完整规划统筹安排,所获得的盈利是可观的,也能使校园以及其他区域的能源管理更加清晰。我国目前的电力供应缺口已达9.93%,预计到2015年会剧增至15%。如果全国高校都采用区域性能源规划管理校园能源消耗,能有效缓解电力资源的紧缺,与此同时高校所建立的教育意义的深远性更是无法估量。
参考文献:
[1]曹秀芹,车武,孟光辉,等.屋面雨水与建筑中水系统联合运行问题分析[J].北京建筑工程学院学报.2002,(02):4-8.
[2]韩民晓,尹忠东,徐永海,文俊.柔性电力技术[M].北京:中国水利水电出版社.2007,10.
一、引言
众所周知,在很多的化工行业甚至是公共服务行业领域里,其生产过程中会产生大量的冷却水,而这些冷却水会引起腐蚀、结垢和粘泥等一些比较有害的物质,这些有害物质对整个系统的长期有效的运行产生了很多不利的影响,不仅增加了不必要的能源的消耗甚至会减少制冷设备的寿命,长此以往就会大大提高企业和服务部门的生产成本,不利于它们的可持续发展。因此这一现象就引起了业界人士广泛的注意,在对冷却水的处理问题上进行了不同程度的研究,而冷却水处理工艺的研究也是冷却水处理技术的开发的主要内容之一。
二、氯碱化工行业中冷却水处理循环系统的类型及存在问题
由于在氯碱化工企业的运行过程中,对冷却水的处理是一个比较重要的工艺流程,因此,采用何种方式对冷却水进行处理就比较关键。伴随着化工处理技术的发展,技术人员在对冷却水的处理问题上一般采用两种冷却水的处理系统即直接冷却水处理系统和循环冷却水系统:
1.循环冷却水系统的类型
循环冷却水系统是目前大部分化工企业所采用的处理冷却水的主要方式。它的基本任务是防止或者缓减系统的腐蚀和结垢及微生物的危害,确保冷却水系统能够高效的安全的运行。循环冷却水系统主要包括封闭式循环冷却水系统和敞开式循环冷却水系统两种,这两种冷却水循环系统各有利弊。
封闭式冷却水循环系统处理水质的方法简单,容易维护,而且在处理过程中需要补充的水量很少,这样就有利于节约水资源,但是封闭式冷却水循环系统对冷却水处理的效率比较低,而且,循环系统的基础造价和能耗较高,成本很大,这种冷却水处理方法一般用于发电机、内燃机、和有特殊要求的单台换热设备。
敞开式循环冷却水系统便可节约大量的冷却水,排放的污水量相对减少。敞开式循环冷却水系统是目前应用最为广泛的一种循环冷却水系统。
2.循环冷却水存在的问题
由于冷却水在循环系统中是不断重复、循环使用的,其水温早升高、、蒸发、变化的过程中,会导致各种无机离子和有机物质的浓缩,以及设备的结构和材料在多种外在因素的综合作用下产生了很多亟待解决的问题,包括水垢附着、设备腐蚀和微生物的滋生与粘泥等。水垢是碳酸氢盐在蒸发过程中由于浓度不断增加而产生的一种微溶性盐类,如果水垢不断累积就会产生很多问题,例如降低换热器传热效率,甚至会使换热器堵塞,生产能耗增加,产量下降,严重时会造成企业停产;循环冷却水系统中的设备大部分是由金属制造的,长期使用循环冷却水,就会发生腐蚀穿孔。如果设备有穿孔就会出现渗漏的情况,最终也会影响正常的生产;最后是关于微生物的滋生与粘泥问题,粘泥的微生物会附着在金属上,引起大面积腐蚀,进而降低冷却水的冷却效率。
3.工业中循环冷却水循环利用的意义
冷却水长期循环使用后,必然会带来结垢、腐蚀和微生物滋生问题,在工业尤其是氯碱化工行业中对冷却水循环系统进行研究具有积极的意义:一方面,工业中通过冷却水循环系统对冷却水循环利用不仅节约了生产过程中所需要的水资源,降低了企业的生产成本,而且还减少了对环境的污染,保护了人类共有的环境;另一方面,也节约了生产过程中所需要的钢材,既稳定了生产又提高了经济效益,有利于企业的长远发展的战略目标。
三、冷却水的循环工艺
针对上述的情况,业界人士进行研究,针对出现的问题具体分析,对结垢、污垢、腐蚀和微生物等几个方面的控制,找到了很好的解决方法即水垢的控制、污垢的控制和循环冷却水系统微生物的控制等方式和方法。
1.水垢的控制
水垢的控制的方法一般有通过离子交换树脂法和石灰软化法两种方式从补充冷却水中除去成垢的钙、镁离子的方法:前者适合于循环水系统中补充的水量较少的工业,后者适于原水钙含量高,补充水量较大的循环冷却水系统;加酸或通入CO2气体,降低PH值,使重碳酸盐处于稳定状态的方法,这种方法被一些化肥厂、化工厂及电厂等有CO2气体源的企业采用,具有很好的经济效益;投加阻垢剂以减少水垢的方法,阻垢剂可以破坏CaCO3的结晶增长过程,以达到控制水垢形成的目的,加阻垢剂的方法也是目前应用最广的控制水垢的方法。
2.污垢的控制
要做好污垢控制就必须做好水循环中水质的处理、对补充水的处理同时要加入分散剂,增加旁滤设备,以减少污垢的形成。
3.循环冷却水系统微生物的控制
除了水垢和污垢的控制外,我们还必须加强对循环水系统中产生的微生物的控制。一方面,要控制循环水中的氧含量、PH值、悬浮物和微生物的养料等水质的指标;另一方面还可以对补充水进行混凝沉淀的预处理以及目前比较流行的噬菌体法等,是微生物不能得以繁殖,以减少对设备的腐蚀。
除了以上的方法之外,向循环水中添加杀生剂也是目前最有效和最常用的方法如氯、氯化异氰尿酸、臭氧、季铵盐、有机胺类、有机硫化物、次氯酸盐、二氧化氯、溴及溴化物、氯酚类、有机锡化物等。
四、结语
伴随着现代科学技术的发展,越来越多的循环冷却水方法在化工行业中得到应用并取得了很好的效果,既节约了企业的原材料,节省了生产的成本,提高了企业的经济效益,另一方面,也减少向环境中排放有害物质,保护了环境,符合了企业的长远发展的目标。
参考文献:
[2]沈东升等,“我国印染废水处理技术的现状和发展趋势”,《环境污染与防治》,1996,18(1),26。
中国分类号:TV
文献标识码:A
党的十明确要求,以科学发展观为指导,大力推进生态文明建设。水是人类赖以生存和社会发展的必要资源,也是建设生态文明的纽带。如今,水资源短缺和水污染构成的水危机成为社会经济发展的主要制约因素。为了缓解水危机,保证水资源的持续利用,促进生态文明建设,需要从持续发展的角度建立科学的水资源管理体系,探求水资源开发利用和管理的良性循环,实行可持续水资源管理。发展水循环经济对实现可持续水资源管理具有重要意义。
1水循环及水循环经济
水循环是以河川流域为主的以及通过降雨~地下渗透-流出~蒸发等现象所形成的自然水循环系统。由于增加了人为的因素,自然水循环扩大成为社会水循环。有效建立水资源的社会水循环系统是综合考虑社会需要、经济健康和环境要求,这与生态文明建设的目标是一致的,因此社会水循环与生态文明建设有着密不可分的关系。
水循环经济是一种先进的水资源经济发展模式,它是建立在社会水循环系统分析的基础上的,遵循循环经济的思想,在水资源开发利用以及人类生产生活的各个环节,始终贯穿减量化、再利用、再循环的原则,重视采用新技术、新材料、新工艺,并以完善的制度建设管理体制运行机制和法律体系为保障提高水的利用效益和效率,最大限度地减轻和降低污染来实现社会发展的最终可持续性。
2水循环经济发展效益特征分析
水循环经济发展的效率特征强调在水资源利用过程中注重节水。节水应以科学发展观为指导,在不降低人民生活质量和经济社会发展能力的前提下,采取综合措施减少用水过程中的损失、消耗和污染,提高水的利用效率,高效利用水资源。效益特征要求科学、合理地配置水资源,构建节水型经济系统和节水型社会系统,实现水资源可持续利用。一方面要求根据不同用户对水资源的要求,分质供水,循环用水,实现水资源在用户系统内多次再利用与再循环的目标。另一方面要求因地制宜地通过结构调整优化配置水资源,将水资源从低效益用途配置到高效益领域,提高单位水资源消耗的经济产出,实现人口、资源、环境与经济社会的协调发展。
3水循环经济与生态文明建设关系分析
建设生态文明,实质上就是要建设以资源环境承载力为基础、以自然规律为准则、以可持续发展为目标的资源节约型、环境友好型社会。生态文明建设是全面的,有物质方面、精神方面、制度方面的,每个方面还有很多具体内容。水是生态文明建设的重要纽带,在生态文明建设中起到重要作用。生态文明建设离不开水资源的可持续发展,水资源可持续发展要求水资源利用充分考虑对生态环境的保护,不以牺牲生态环境为代价,这也是水循环经济模式追求的最高目标。水循环经济模式的发展目标必须追求水资源利用的效率、效益和可持续性三者的统一,要求水资源利用与管理模式必须按照这一特征重新构建。因此,水循环经济的发展与生态文明建设是高度统一的。
4大力发展水循环经济,促进生态文明建设
随着人口增长、城市化进程加快以及社会经济的发展,生态文明建设对水资源的数量和水环境质量的需求越来越高,要解决水资源短缺与水环境污染问题,发展水循环经济是必然选择。
(1)切实提高生态伦理责任意识,促进循环经济发展
生态文明作为一种新的社会形态,是从工业文明社会过渡到生态文明社会。正确处理好与自然的关系,建立和谐的生态伦理责任意识,可以使人们明确人类活动和水自然循环的相互关系,重新审视过去粗放的经济社会发展模式,有利于建设生态文明,促进循环经济发展,建立可持续的产业结构、生产方式和生活方式,建设资源节约型、环境友好型社会,增强可持续发展能力,在追求人与自然和谐的生态伦理关系中实现社会的可持续性发展。
(2)调整农业种植结构和工业产业结构,优化用水方式,提高水资源利用效率
统筹考虑城市和农村生活实际需要,把粮食作物、经济作物等不同作物进行合理搭配,优化配水。水资源条件好的地方以水稻、经济作物为主,水资源条件差的以棉花、豆类、小麦、高粱等为主。要在有条件的地方和郊区发展节水种植,推广喷灌、滴管、渗灌等节水灌溉措施。
建立节水型经济结构合理调整工业布局。对供水紧张的地区,通过关停并转严格限制高能耗、高物耗和高污染的项目,控制建设耗水型大的项目,如限制发展造纸、化工等用水大户,主要发展电子、机械、高新技术等产业,实现可持续的水资源管理。同时要用新技术、新工艺、新设备取代耗水多的生产设备,改革用水工艺,并实行一水多用,循环使用。
(3)因地制宜地创建综合水循环系统,提高水的循环利用率
建设供水、排水、污水收集、中水回用实时信息监测网络系统,完善取(用)水口自动监测管理系统,实现监测数据的自动采集、传输、处理,促进污水资源化;逐步建立城市双管道排水系统,分质供水,优水优用,劣水劣用,按质论价,特别是城市集中污水处理厂的二级出水经处理后可以通过中水管道集中供应工业用水和环境用水,应积极推广中水项目,提高水的重复利用率。
(4)建立最严格的水资源管理制度,优化水资源配置效率
要建立最严格的水资源管理制度,落实三条“红线”。在实际管理中,要强化取水许可和排污许可制度,建立建设项目水资源论证制度和用水、节水评估制度,用水、环保审计制度,浪费、污染惩罚制度;加强取水许可监督管理和年审工作,严格取水许可审批。通过政府的有效控制,在用水的源头上解决无节制用水和不平衡用水的问题。
(5)完善循环水成本价格机制和循环水利用优惠政策,促进水资源合理利用
充分发挥市场对资源配置的基础作用,区分水资源的不同用途,制定出详细可行的饮用水和循环水的成本和价格形成机制,逐步实行超额累进加价制度和阶梯式水价制度;制定具体的循环水开发和利用的优惠政策,如税收优惠、循环水项目的财政投入和补贴政策等,鼓励高层建筑、办公场所、社区内部、娱乐场所、运动场地、农业灌溉及绿地浇灌等进行循环水利用以及工厂内部循环水利用。
5结语
(1)水循环经济模式的发展目标必须追求水资源利用的效率、效益和可持续性三者的统一,这与生态文明建设和水资源可持续发展是高度统一的。
(2)建设生态文明,需要发展水循环经济,其中综合水循环系统创建是发展水循环经济的有效技术手段,优化产业结构和种植结构是优化配置资源的基础,落实严格的水资源管理制度和完善水资源管理体制是实现水循环经济的保障。
参考文献
[1] 马忠玉, 蒋洪强. 我国水循环经济若干理论问题及其发展对策[J]. 中国地质大学学报(社会科学版), 2006,6(3)
[2]Marsalek. J., K. Sch8efer, K. Excall, L.Brannen, B Aidun. Water Reuse and Recycling[R]. Manitoba: CCME Linking Water Science to Policy Workshop Series, 2002
[3] 贾绍风, 王国. 社会经济系统水循环研究进展[J]. 地理学报, 2003,58(2)
[4] 郑必清. 生态文明的时代性和水环境建设[J]. 消费经济, 2008,24(1)
[5] 陈勇机. 发展水循环经济的思路与对策[J]. 西安邮电学院学报, 2009,14(4)
[Abstract] With the rapid development of national economy and urban construction, building density has showed a trend of rapid growth.At the same time, the surface area of the plant is dwindling, people need to look for a new space for the development of plant, vertical greening arises at the historic moment.The birth and development of perpendicular afforest not only solved the problem of the planar green area less and less, but also provides effective solution of high energy consumption of buildings and resources waste problem.In this paper, on the basis of clear the necessity of vertical greening, this paper expounds the residential vertical greening from the circulatory system, from the construction of whole life cycle to the recycling of resources.
[Key words] vertical greening;resources recycling;building energy efficiency
1.引言
当前城市建筑密度越来越大,相对应的就是绿化用地面积越来越少,同时建筑的形体趋于纵向发展,建造高层超高层是未来建筑发展的必然趋势。随之而来的问题是建筑运行产生的超额热量使得城市呼吸系统功能紊乱、自我修复功能降低,温室效应、热岛效应等一系列环境问题应接不暇,已经严重违背我国推崇的可持续发展战略的初衷。
我国每年有将近20亿平方米的新增建筑物,几乎达到全球新增建筑总量的二分之一。要从鳞次栉比的钢筋混凝土大厦中夺取绿化面积,最有效的方式就是充分利用现有资源进行垂直绿化。高层建筑的特点是纵向面积远超过占地面积,所以垂直绿化是实现绿色建筑的有效途径之一,是承担缓解城市热岛效应的主力军,它同时具备节能、环保两大功能,符合国家倡导的建筑节能和发展可持续建筑的理念。本文主将从资源循环利用的角度结合新型的垂直绿化技术对住宅进行设计,从建筑的全寿命周期出发,建立一个封闭的物质能源自循环系统。
2.垂直绿化综述
2.1垂直绿化的概念
到目前为止垂直绿化的概念一直处于模糊不清的状态,没有一个确切的定义,还处于不断地完善和发展中。大多数垂直绿化定义等同于立体绿化,泛指用攀缘植物或者其他植物来装饰墙面、阳台、屋顶、棚架的一种绿化形式,以达到美化和维护生态的目的[1]。
2.2垂直绿化的意义
2.2.1节约能源
硬化的水泥比土壤和植被的吸热能力强的多,这也是导致城市热岛效应形成的主要原因之一。植物通过蒸腾作用可以降低建筑表面的温度,减少制冷负荷,进而减少大气中的热气排放量。以炎热的夏季气温来说,垂直绿化墙面是普通墙面吸收太阳辐射量的2/3,植物覆盖层里面和周边20cm内的微环境温度降低0.3-4.6摄氏度,相对湿度提高4.1-9.7个百分点[2]。Katia Perini等人[3],利用净现值(NVP)、内部收益率(NPV)和投资回收期(PBP)三个经济参数对垂直绿化墙体的经济效益进行了分析,分析结果表明:垂直绿化体系是符合经济可持续发展的。
2.2.2减少噪音
城市不仅人口密度大、建筑密集而且交通拥挤。危害城市居民的除了空气污染,还有噪音污染。利用植物降噪既有经济性又有美学价值。当然仅仅一株植物肯定达不到降噪的效果,但是如果以植物墙这种群落的形式出现,效果就显而易见了。错综交叠的植物茎叶可以大量吸收与偏转噪音;叶子表面的茸毛和很多的小气孔有着和吸声纤维板一样的作用,这些都会起到降低噪音的效果。
2.2.3美化生活环境
生硬的建筑物被绿色的植物外衣包裹后,整个线条都变得柔和起来,被赋予了一定的动态美。我国可以用于垂直绿化的植物资源十分丰富,每种植物都会有不一样的形态、颜色和质感,而且会随着季节的变化而展现不一样的美。对于一些特殊的商业建筑,同样可以通过垂直绿化来打造个性的外观,以此提高建筑品质,吸引更多的顾客,提升其商业价值。
3.住宅资源的循环利用
住宅资源的循环利用是以住宅的整个生命周期为研究对象, 以耐久性、资源循环、降低能耗和有效利用能源为目的, 并要求使其有效地发挥整体功能[4]。我们的目标是在全寿命期内把资源循环、建筑节能和建筑的耐久性联系起来。首先资源的循环包括两个方面:
3.1预测整个寿命期内所需资源的投入量和拆除后废弃物的排放量,分析废料产生的原因,依据资源能源减少排放、循环利用原则,把原材料和废料联系起来,组成一个基础能源循环系统。可持续住宅既要符合基本的稳固性框架结构,又要使其内部构造具有一定的可变性,适应由于家庭生活阶段的变化或者是家居设备功能的提升而引起改造需求[5] ,这种设计在很大程度上增加了建筑的使用价值。
3.2在建筑运营阶段利用垂直绿化技术、中水处理技术以及发酵技术等处理生活垃圾、生活废水和雨水,创建带有自循环系统的绿色生态住宅,如图1所示。
图1 创建一栋住宅的自循环系统
4.可用于垂直绿化的循环资源
传统住宅楼的生活用水是由城市供水管网统一供应,而笔者设计的这个垂直绿化节能环保住宅,摒弃了传统建筑的不足,把饮用水、清洁用水以及灌溉用水分开供应分开处理。普通家庭用水结构中,每人每天饮用水、洗刷用水总共占69.8%[6],这些废水如果直接排掉很浪费,完全可以通过中水处理系统,达到一定的清洁标准后,一部分送入清洁用水管作为非饮用水被用于厕所用水、拖地用水,一部分送入灌溉管道用于住宅的垂直绿化用水。还有一项比重比较大的生活用水,就是厕所用水,占总用水量的25.9%,人粪尿和洗涤污水混合排放会导致污水中有机物含量少,洗涤剂含量多,农用价值极低。所以最好在外墙专门设置排粪管道,把厕所废水专门排入小区沼气池集中发酵处理,既可以为垂直绿化和小区绿化提供养分,也可以为建筑物提供燃烧能源。
图2 生活垃圾构成
图3 厨余垃圾的处理流程
除了上述两种需要被处理的污水,还有两种废水可以被直接利用,一是空调的冷凝水,另一是雨水。空调冷凝水属于中性水,如果集中收集起来会是很好的水资源,直接用来灌溉有利于植物生长。在造价方面,住宅小区的人口密度相对较大,所以水处理系统的投资就相对比较小。例如:北京万国城Moma采用的中水循环利用系统、雨水收集系统和直饮水系统,只使得建筑整体投资多出10元/m2 ,而其带来的经济效益确是不可估量的[7]。
除了生活废水,生活垃圾也可以被循环利用。如图表1所示:占比例最大的是厨余垃圾,这类垃圾的特点是含水率及油脂含量高,极易腐败。传统厨余垃圾处理方式多为填埋,这种方式不仅严重污染水土资源,而且危害人类健康。所可以采用高温灭菌、固液分离和干燥压缩等技术,加以重新利用。如图2所示,厨余垃圾经过高温灭菌、固液分离后残余的液体再通过厌氧发酵可变为液态有机肥料,剩余的固体再通过生物发酵又可变为非常优质的蛋白质饲料,这些都可以作为植物养分的供给原料。
5.结束语
住宅垂直绿化自循环系统的建立,既符合运行过程节能的要求又符合资源循环利用的要求,更与国家提倡的绿色建筑、可持续建筑和节能建筑相吻合。给建筑物穿上绿色的外衣并不是一个新鲜的提议,只是一直没有被环境建设部门重视与执行。其中一方面的原因是后期养护成本偏高,所以本文提倡利用住宅自循环系统,供给植物水分和养分,降低运营成本的同时节约能源,美化环境。当然本文提及的循环系统只是一个框架性的构思,真正的实施必然要涉及一系列的技术问题,在此作为引玉之砖,希望引起有关专家学者在此方面的深入研究,为建设生态城市共同努力。
参考文献:
[1]付志昂,张明辉.现代城市垂直绿化探析[J] .现代农业科技,2009(1):70-71
[2] 姜惠乐,尹莉娜,韩龙.基于群落结构的杭州市公共建筑物立体绿化温湿效应研究[J].湖北农业科学,2013.3(6):1359-1365
[3]Katia Perini,Paolo Rosasco. Cost-benefit analysis for green facades and living wall systems .Building and Environment Volume 70, December 2013, Pages 110-121
[4]李大华,徐龙 .论资源循环型住宅建设[J] . 四川建筑科学研究,2010.8(4):261-263
[5]刘镇江.从资源循环利用探讨可持续的住宅设计[J].中华居民,2013.1:44-45
[6]魏琰,文仁树.单元房污水循环利用与改造构想[J].建筑节能,2008(6):69-71
[7]付磊,李玲.基于可持续发展的“环境―高层住宅”控制系统的初探[J] .江西科学,2009.6(3):375-378
中图分类号X7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)88-0172-02
0 引言
现在人们生活水平不断的进步,但是资源却日益的稀少了,特别是水资源已经成为很多城市极其短缺的生活资源。随着用水量的增加,生活污水也会逐渐增加,从用水和污水处理两方面来说,水处理技术变得非常必要了就。水处理技术工艺能够让水资源循环利用,缓解水资源短缺的压力。在水处理技术工艺的日益发展中,很多种方法被提出,有的也被应用于水厂、矿场等企事业单位。现如今浓缩机设备已经被广泛的引用于水处理中,无论是污水处理还是矿区脱水,都有浓缩机的影子。而且浓缩机设备已经被越来越多的领域所应用,使水资源更好的得到利用和循环利用[1]。
1 浓缩机设备
浓缩机设备是利用过滤原理将污水中的固体颗粒和水分开的设备,这一道工序是在圆形的浓缩池中进行的,在通过刮泥机的均匀转动,把沉淀的污泥与上层的清水分开。浓缩机除了这主要的两部分工作构建以外,还有安全装置和升降设备。安全装置主要是起到警告和提示的作用,当压缩机中的污泥过多,超过了刮泥机的承载能力时,就会通过一些列的设备,传达到控制区。升降设备也是当污泥过多,荷载过大的时候,升起刮泥机的耙子,使耙子离开浓缩机池子地步,缓解电机的工作压力。浓缩机水处理技术工艺是一种非常简单,但是具有很明显效果的水处理设备,能够为水资源的循环利用作出很大贡献,减少污水的排放和进一步污染[2]。
2 水处理技术
水处理技术是一种用物理沉淀、化学反应或者是电离技术将污水中的杂质与水分开的技术。用一些特殊的手段,或者添加化学元素把水中的颗粒,污渍和生活中不需要的东西清除掉。水处理有给水处理、废水处理和污水处理等,这些处理水的处理方法不同,但是都是为了水资源的循环利用,把没有利用价值的水变成有利用价值的生活用水。由于水处理技术关系着人们的日常生活,所以被大范围的推广,越来越多的水处理技术被发明和创新。目前认为最合理的水处理技术是电离的方式,这种方法能够得到较好的效果[3]。但是这种手段成本相对较高,而且持续的大规模的水处理范儿会造成资源的浪费。浓缩机设备水处理技术工艺是一种成本相对处理较低的工艺手段,而且水处理效果也很明显,能够达到水循环使用的目的。
3 浓缩机设备水处理技术要素
浓缩机设备水处理技术现在正在被广泛的应用,它有利于水资源的重新利用,对节约水资源,方便人们生产生活有着很重要的意义。浓缩机设备水处理装置技术中也有很的要素值得我们去注意,并且进行分析[4]。
3.1浓缩机设备工作原理
浓缩机设备水处理的原理就是物理方法,主要是用沉淀法,把清水与污物分离,在浓缩池中主要分为5个分区如图[1]。
3.2浓缩池
浓缩池是浓缩机的主要部分,在总体投资中所占比重比较大。浓缩池是由特制的钢板或者钢筋混凝土打造的,通常体型比较小的是由钢板做成,体型相对比较大的就需要用钢筋混凝土来打造。小型的浓缩机底部是平的,而体量比较大的底部是有一定的角度的,这是为了与池子中的耙子底部相适应。
对于煤矿企业,浓缩机主要负责煤泥与清水的分离,在这个过程中,浓缩池里放入要处理的煤泥。在浓缩池中,由于重力原因会产生沉淀,当时间够长的情况下,煤泥与清水开始出现分层,时间越长水质越清。当煤泥的多少达到一定程度时,刮泥机开始均匀转动,通过耙子的转动,把底部的煤泥排除浓缩池,清水泽从浓缩池的上部溢出。在此期间要注意的就是,刮泥机的转速要均匀,不能够忽快忽慢。还有就是沉淀物的质量不能够超过刮泥机的承载能力,否则浓缩机会出现故障。
3.3浓缩机设备的维护
浓缩机的使用是一个非常讲究的过程,需要规范操作,并且长期进行维护。在使用过程中停车是一个非常重要的程序,值得注意的是,如果底部沉淀没有排除干净的时候,是不许停车的。如果有突发的情况需要停车,要打开底全部的阀门,减少底部荷载。
对于设备的维护,要在使用前进行。还要对各个节点部分和衔接部分进行检查,如果不符合运行要求要及时;要对浓缩机设备中的管道进行定期检查,防止由于沉淀物或者其他异物导致管道堵塞;停车前要检查浓缩池底部沉淀物是否排出干净,并且对于排料管和溢流槽也都要进行清理;对于供电设备也要进行维护和检查,防止漏电和断电的情况出现;浓缩机运行钢轨要定时清理,不能有杂物和油渍等[5]。
4 结论
浓缩机设备水处理技术工艺,是一项能够降低成本的水处理技术。这种处理方式,能够有很强的普及能力,让污水和废水得到回收和利用。在煤矿企业中,浓缩机设备能够把煤泥与水分别处理,让清水再次被利用,煤泥也从浓缩机的池子中被排出。水处理是一项长久的工程,它要求工艺与设备的完美结合,这两个因素是相辅相成不可分割的。只有工艺水平与处理设备相互符合才能够达到很好的处理效果[5]。同时也要考虑运行成本和效率等问题,让污水和废水的回收利用率达到最高。
参考文献
[1]白润英.水处理新技术、新工艺与设备[M].化学工业出版社,2012-04-01.
[2]韩剑虹.水工艺处理技术与设计[M].化学工业出版社,2011-11-01.
[3]蒋克斌.水处理工程常用设备与工艺[M].中国石化出版社,2011-01-01.
1循环经济
1.1循环经济的定义
所谓循环经济,又叫物质循环流动型经济,主要是指在人、自然资源以及科学技术的大系统内,在资源投入、企业生产、产品消费及废弃的全过程中,将传统的依赖资源消耗的线形增长的经济,转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。其原则是资源使用的减量化、再利用、资源化再循环;其生产的基本特征是低消耗、低排放、高效率;是在物质的循环、再生、利用的基础上发展经济[1]。
1.2循环经济的目标与意义
以经济、社会可持续发展为目标,实现以较小的排放达到最好的社会经济发展;通过对废弃物进行无害化处理,利用新技术,提高资源在系统内的多次循环利用,从而提升资源的利用率和生态效率,实现经济增长、环境保护和资源的有效利用;以科学发展观为指导实现资源的产业化、无害化处理和循环利用;以人与自然和谐发展为依托,注重生态环境建设、生态环境保护与恢复,运用生态学原理和循环经济理论破解发展难题,从而加快推进新型工业化;依托现有的资源优势,加强技术创新和制度创新,优化资源利用[2],降低废物排放,积极引进先进技术,实现生态保护、资源开发与工业发展的协调统一,建设资源节约型社会。
2“永定红”石材产业园区现状主要问题分析
2.1规划层面的问题分析
现状石材企业缺乏统一的规划建设,较为分散地分布在陈井塘、上山、半径、田梓4个片区,且主要沿公路而建,许多企业在公路两边随意堆放板材,影响交通安全,粉尘问题管理不到位,废水偷排,污染周边农田、溪流和龙湖水体,矿山业主无序开采,造成“青山挂白”,水土流失等问题。因此在规划层面上必须走集约化道路,通过合理的规划布局,以环境保护和生态工程建设为切入点,建设循环型经济工业产业园,规划粉尘、废石、废水、荒料的处理方式方法。通过规划,将循环经济落实到各个层面上,加快新型工业化进程。
2.2产业层面的问题分析
现状的石材产业没有形成规模的企业,总体层次较低且技术装备较为落后,生产利用率低下,大部分为小型私营企业,造成现状环境污染,资源浪费等一系列问题。目前我国传统的石材企业大都遵循单向式直线增长模式,即“资源—产品—废弃物”的模式,这种发展模式导致经济与环境之间的矛盾深化,不能实现资源在自然间的循环再利用,传统模式存在产业结构层次低、生态效率低下、资源利用率低、集约化程度低、产品竞争力低、环境污染等问题。因此,我国的石材产业必须打破原有的传统模式,应遵循“资源—产品—废弃物—再生资源”的发展模式,从而达到低排放、低消耗、低成本的标准,继而才能用无污染、无破坏、高效率、高利用、低成本的工艺流程来使企业达到良性循环,获得最大的社会、经济效益,使我国石材行业走新型工业化之路。
2.3政府层面的问题分析
矿山安全监管问题。目前,全乡矿山开采证均已到期,矿山断电关停,但市场对荒料需求紧,导致矿山企业在巨大的经济利益面前铤而走险,偷采盗采时有发生,打非治违工作压力大。由于石材产业政策不够明朗,多数企业认为近两年就会被政府责令关闭,所以不愿在环保方面投入资金进行技改提升。因此政府应制定相应的扶持政策,配套相应的基础设施,规范化管理。
3建设循环经济产业园的理念与措施
3.1循环经济理念
3.1.1引入循环经济理念,推进石材产业的可持续发展石材是不可再生资源,石材行业属于资源垄断型行业。要想发展壮大石材产业,就必须抓住石材的资源优势,从开采、荒料运输、板材加工到新产品的开发与资源再利用等环节入手[3],引导石材产业向生态工业转型,由原来的资源牺牲型产业模式向低开采、高利用、低排放的循环经济模式转变,引导石材产业走可持续发展道路,如图1所示。3.1.2循环经济规划原则(1)减量化原则要求“永定红”石材产业园尽可能减少石材原料的开采,以投入最小化为目标,达到生产目的和消费目的。(2)资源化原则以废物利用率最大化为目标,加强石材企业间分工与协作,提高石材的再次利用次数,让资源得到更有效的利用[2]。(3)无害化原则以污染排放量最小化为目标,就石材产业链各环节所产生的废物,多次进行回收再造,实现废物的资源化,达到废物的最少排放。(4)重组化原则以生态经济系统最优化为目标,对产业链接的全过程进行把控,通过产业的转型或重组,从而使整个园区体系达到最优化。
3.2发展循环模式
石材产业园区发展模式:废水(循环使用)花岗石荒料板材边角料工艺品石浆(粉)碎石建材(免烧砖)
3.3创新技术的运用
(1)提高石材开采成功率和资源利用率统筹规划,更有效地利用和开发石材资源,加强监督与管理,让勘察开发准入的条件更加健全,从而逐步限制和淘汰传统的开发模式,引进先进的设备、工艺,提高开采技术,减少资源破坏和浪费。同时,应注意延长洪山乡矿山的寿命,实现资源的保护性开发[3]。(2)走新循环经济模式过去石材产业采用的“传统模式”(即粗开发,高污染,走“资源—产品—废弃物”的单向线性道路)和“先污染再治理的模式”,这种模式已经不能满足现代化对石材产业的要求。因此需要引导石材产业进入“循环经济模式”,通过生态保护,废物利用等手段,实现“资源一产品一再生资源”的循环过程,最终达到“以最少的资源消耗,创造最高的财富”。此外,要实现园区的可持续发展,需要对石粉、碎石进行回收再利用,从而建立完善的废弃物集中控制处理中心。(3)循环利用废弃物石材工业园区在规划中应考虑对环境的影响,运用循环再利用的理念进行规划布局。企业通过利用新技术回收利用其他企业的副产品或废弃物,生产出新产品,不仅能减少污染排放,还增加了企业收益,使园区污染物零排放,各企业之间形成相互协作,资源、信息共享的状态[4]。(4)整治和利用第一,加强矿山的管理,做好环境保护、生态防护等措施;第二,要适当地提高矿山开采的条件,严格审批企业的开采申请,加强矿山的整治力度;第三,综合利用废弃的矿山,用其生产其他建筑材料。
4循环经济的运用
4.1总体控制
“永定红”石材产业要实现跨越式的发展,就要依据循环经济理念、工业生态学原理来设立新型生态工业园区。根据现阶段产业发展的主要功能定位,整合现状企业资源,将现状分散的企业,统一规划、集约发展、规范化管理,还需要科学地规划厂房布局,大力推行厂房的标准化建设。4.1.1产业定位产业定位:力争把石材产业打造成为全区支柱产业、特色产业、精品产业;创建闽粤赣周边区域性石材生产加工和贸易集散中心。(1)从整体上统筹园区规划,合理地开发利用土地资源,完善相应的配套服务设施,促进永定区“永定红”综合开发建设项目的开发建设,并逐步实施未来的发展目标。(2)构建园区生态体系和完善基础设施,打造“闽粤赣周边区域性石材生产加工和贸易集散中心”形象,实现园区科学有序的运营和管理,对企业进行规范化管理,确保园区能够健康有序地走可持续发展道路。(3)成为洪山乡重要的经济增长点,石材产业的聚集点。(4)成为现代化新型工业园区。4.1.2规划构思规划遵循注重生态、完善配套、功能明确、合理布局、发挥优势等原则,并根据洪山乡的发展条件合理地规划布局各功能区块。(1)产业区块:根据企业的特性和要求,确立不同类型的产业区块,从而形成东西两侧的石材生产加工主体部分。(2)商贸区块:以县道630为依托,设置以交易、商贸、商务办公为主,龙门吊转运为辅的功能区块,为整个园区提供商贸服务和安全保障。(3)居住及公园区块:依托山、水,合理设置居住、公园休憩功能区块,解决一部分工业区职工的安居需求。4.1.3区域协调发展用发展的眼光看待园区发展,着眼全局规划建设,注重区域间的协调、功能互补、基础设施建设等,鼓励和支持各地区开展多种形式的区域经济协作和技术、人才合作,把提高增长质量和经济效益放在首位,充实基础设施,改善投资创业环境,实现产业园区与周边地区共同发展。合理规划园区道路网络系统,在满足安全的基础上解决园区内外交通需求,使区内、区外的联系通道畅通无阻。为了更好地适应石材园区开发特点,道路系统应以格网状为主。4.1.4用地规模与人口规模规划区用地发展规模主要分为建设用地和非建设用地,建设用地主要为城市建设用地,用地面积为153.93hm2。非建设用地为园区内部的水系和山体,用地面积为54.12hm2,占总用地面积26.01%。工业园区人口规模由两部分构成,居住人口和就业人口。规划区总居住人口为6540人,该部分人口主要为园区的安居工人及集镇区迁移人口。预测产业工人总人数约为6800人。根据带眷系数公式计算:工业区总人口为1万人。4.1.5功能结构根据用地现状条件,建立合理的用地结构,实现人口、资源、环境和经济协调发展;创造健康的投资环境;实现土地的适度开发和合理控制下的利用;加强与完善园区功能,促进园区经济发展。结合用地布局、道路及生态格局,打造建设用地空间适度集中紧凑,生态空间开放开敞的空间形态,构建“一核两轴多片区”的空间发展格局,如图2所示。“一核”:围绕规划区中部的会展广场形成的绿核。“两轴”:分别为依托县道630,作为园区的对外道路发展轴、园区内东西向的道路主要景观轴。“多片区”:即精品大理石加工厂、石材工艺展览园、永定红精品加工厂、综合配套区、永定红面板加工区、条板及石材商铺、配套商业。4.1.6土地利用规划根据地方的有关要求,结合规划区实际情况,合理安排工业园区用地,如图3所示。规划二类居住用地为2.61hm2,在地块西北处以山体为依托,解决部分工业区职工的安居需求。沿产业二路两侧布置商住综合用地,便于对接集镇区,用地面积为2.16hm2。规划公共设施用地1.49hm2,主要用于石材的研发与技术的创新。规划商业服务设施用地11.34hm2,主要沿产业二路布置,以石材销售为主,形成“百里石材走廊”。园区主要以三类工业用地为主,规划用地面积68.03hm2。按企业的产业性质以企业簇群的方式,采用内聚的组团式布局。
4.2废弃物的循环利用
4.2.1“永定红”石材产业园废渣循环利用(1)根据规划要求,配套建设两处石渣堆放场,其容量符合石材加工区的配套要求,同时在用地间建设边沟渠。企业通过水喷雾形式,将空中石粉降解至就近边沟渠,并排向石粉处理站处理。A、B基本单元各设置一处石粉处理站,用地面积分别为7160m2、3144m2,如图5所示。(2)废物利用与环境管理。积极开展废物综合利用研究,加大荒料的利用力度,利用石粉生产更多副产品。建立垃圾统一清理转运制度,对各企业实行有偿服务,实行企业责任制,谁污染谁治理,促进企业的良性循环,实现园区生态环境的全面改善和建立良好的补偿机制[5]。传统石材产业产生的废物率约为50%,按照洪山乡2015年生产成品石材80.8万吨,产生废弃物约为75万吨,资源的浪费极大。利用循环经济理念,通过技术革新与企业间的协作,石材的利用率可以提升至80%~90%,按现有的产量计算,每年可以减少约58万吨的废弃物。4.2.2“永定红”石材产业园污水循环利用规划园区污水处理厂设置在中北部地势较低处,区内生活污水统一收集纳入市政污水管网系统,再排向园区污水处理厂处理,排水采用雨、污分流排放体制。生产废水及粉尘湿式收集后产生的废水通过排水明沟加盖板统一收集到粉尘处理站处理,处理后的废水再纳入市政污水管网排向园区污水处理厂处理。根据传统工业区计算,本区平均日污水量约为3000m3/d,其中生产废水量约为2000m3/d,生活污水量约为1000m3/d。利用循环技术可以将70%的废水循环再利用。因此,本区最终的日污水量约为900m3/d,每年大约可节约766500m3的水资源。4.2.3“永定红”石材产业园粉尘循环治理(1)在工艺上尽可能减少扬尘点,安装喷雾风扇,把水雾化后均匀地洒落到空气中降低扬尘浓度,少布置物料的转折点,在卸料点采用密封罩,建造粉尘收集室。(2)石材加工过程中选用密封性能好的输送设备,安装负压风机和收尘罩,安装强力抽排粉尘的除尘设备,减少粉尘在车间里面的含量和堆积。(3)粉尘源头位置安装粉尘吸风罩,安装管道抽风机连接管道,净化过滤沉淀在收集室内。储存成品、荒料的堆场等地方应经常洒水降尘,周边设置绿化带与边沟,防止粉尘飞扬。(4)道路主要通过种植绿化与洒水等方法防尘。
4.3政府引导与政策扶持
洪山乡政府应统一协调各相关部门,为循环生产技术的推广提供政策上的支持。通过设立科研机构,在技术上帮助企业建立以高效资源利用为基础的循环经济体系和发展模式,解决各种影响循环模式的生产技术推广方面的问题。制定相关扶持政策,加快基础设施建设,提高企业的责任感。建立相关制度,促进公众参与循环经济模式,实行排污总量企业责任制度,减少企业在生产过程中所产生的废弃物,减少能源消耗,从而使企业自觉走可持续发展的道路。分期建设规划如图7所示。
5结语
在循环经济背景下,石材产业园的可持续发展建设十分重要。在建设过程中需要政府、企业等利益相关者的相互协作。首先需要政府出台相关鼓励政策,引导企业的发展;其次企业应该引进新技术,调整产业结构,将循环经济的发展模式落实到各个层次中,加强企业间的合作,才能达到资源的高效利用与环境的科学保护。
参考文献
[1]高慧蓉.发展循环经济的创新作用机制探析[J].商业时代,2009(19):71-72.
[2]康永.发展钼产业循环经济的措施[J].中国金属通报,2011(30):23.
[3]马强.循环经济:灵寿石材产业实现可持续发展的必由之路[J].石材,2005(07):47-49.