循环经济在承德市工业领域的应用途径及环境影响

2012-07-03王利彬张成波张英仙

河北民族师范学院学报 2012年3期

刘钢，王利彬，张成波，张英仙，王琳

（1.承德市环境科学研究院，河北承德 067000 2.承德市环境保护局，河北承德 067000）

承德市有着“一市连五省”的特殊区位优势，是环京津、环渤海和冀辽蒙交界地区的重要城市。承德市地处京津上风向和河流上游，是京津唐水资源最主要供给地和京津及华北地区生态安全的重要天然屏障，地理位置独特，生态区位敏感。其生态功能定位为“京津水源地水源涵养重要区”及“阴山北麓—浑善达克沙地防风固沙重要区”。

循环经济以物质闭路循环和能量梯次使用为特征，结合承德市资源结构及主导产业，再生资源的利用过程中工艺多涉及冶金、化工等高能耗、高污染行业，从承德市区位及生态功能定位出发，该类项目多属于“限建、禁建”项目，这就决定了承德市循环经济应用中将形成物流、能流“不闭路”的循环。

一、承德市循环经济在工业领域发展现状

（一）钒钛等重工业领域循环经济应用情况

经过多年发展，作为承德市优势资源，钒钛磁铁矿冶炼技术、钒的提取技术和钒的加工应用技术得到发展，河北钢铁集团承德分公司（以下简称承钢）已具有年产800万吨钢、20万吨钒渣的生产规模。承钢主厂区聚集了焦化、烧结、炼铁、提钒、炼钢、轧钢等承钢核心生产厂；钒化工厂区为承钢钒制品加工基地，包括五氧化二钒浸取、钒铁冶炼生产线；钒钛磁铁矿利用得到初步发展。

承德市钒钛等重工业领域循环经济的利用已取得初步成效，但仍存在着诸多问题：一是钒钛磁铁矿多资源协同提取利用能力、加工能力不足。承德钒钛磁铁矿中钒、钛、磷、铬等共伴生元素资源利用率低，基本没有利用。二是产品高值化转化能力不足，主要用于生产低档次的产品缺乏高端深加工产业利用途径。三是工业废物循环利用水平亟需提高。钒钛磁铁矿冶炼企业产生大量的含钒钛冶金渣基本没有得到有效利用。四是钒制品提取冶炼工艺对区域环境影响较大。承德新新钒钛股份有限公司钒制品二厂生产废水中氨氮含量较高，治理难度大、成本高，同时生产废水总铬排放量为84kg/a,其重金属回收利用率低，已被列入《河北省承德市重金属污染防治规划》污染源综合治理重点工程。

（二）工农复合型轻工业循环经济应用

近年来，承德市重点发展农产品加工行业，形成了以点带面的工农复合发展模式，依托承德市特色农林资源，重点发展特色农产品加工业，建立了苦杏仁、食用菌等当地特色农林产品的深加工基地与产业体系。较为突出的是：围绕特色山杏资源形成了 “山杏——杏核——杏仁、杏皮——杏仁露、活性炭”特色循环链条。

就承德市的工农复合产业循环经济发展来看，尽管有了一定的发展基础，但只是实现了以农产品为核心的产业小循环，且农产品深加工率较低。存在的问题主要有：一是农产品生产、加工产业链短，效率低。由于农产品研发能力低，新开发产品少，直接影响了农产品加工的质量和品种；二是农林产品加工废弃物的利用模式经济效益不高，没有充分发挥工业和科技的优势，工农复合产业循环经济的发展还处在初级状态，深加工率低，产业链附加值较低，农产品加工产业缺乏核心技术和特色产品，缺乏精细化、高值化的高端产品。以山杏、食用菌为例：食用菌加工业仍主要集中在传统的干鲜菇、罐头和盐渍菇产品上，杏仁加工主要集中在杏仁露这类初级加工产品上，在其药用功能等有效成分提取方面仍未得到发展。

二、循环经济在承德市的应用途径

（一）循环经济在钒钛等重工业领域的应用途径及效益分析

以钒钛磁铁矿高效选冶与高值利用为核心，建设“钒钛铁源头分级提取、钢铁生产特色化、钒钛伴生资源利用清洁高值化、冶金废渣利用高效规模化”的钒钛磁铁矿清洁高效循环利用模式，即建设钒资源清洁提取与含钒新材料精深加工产业链、钛资源源头提取与高值循环化利用产业链[1]、伴生磷硫铬资源精细化深度协同循环利用等循环型产业链，是承德市依托自身资源禀赋优势和区位发展优势在矿山冶金业发展循环经济的理想模式。

厦门港：初步测算，厦门港约12.9%的美国航线箱量将受到影响。由于美国航线在厦门港国际航线中占比最高（32.7%），预计国际航线受影响程度约4.2%，仅次于深圳。

目前国内钛产品深加工技术还处于研发阶段，硫酸法工艺生产钛白粉已被国家环保部列入“两高”（高污染、高环境风险）名录，氯法法工艺生产钛白粉工艺尚不成熟；污染治理方面，现有条件下此类化工项目废水、废气治理难度大，治理效率低且处理成本高，从经济环境效益分析出发，目前承德市并不适合发展钛产品深加工项目。同理，磷、硫、铬等元素在承德市矿藏中以伴生矿形式存在，含量小，开发利用难度大，除上述与钛深加工存在的相同问题外，磷硫铬精细化工项目的开发导致的重金属污染问题业不容忽视。

图1中区域Ⅰ、Ⅱ虚线框内所覆盖的位置为目前生产技术及污染治理技术条件下承德市不宜发展的产业链条。区域Ⅲ虚线框中为限制发展的链条。综上，基于承德市敏感的区位、特殊的生态功能定位以及钒钛磁铁矿综合利用与高端深加工产业生产和污染物治理技术现状，承德市尚不适合发展此类项目。

必须强调，此类项目具有可以提高资源利用率、增加产品附加值、提高工业固废利用率，使高值有效资源充分利用等优势，是矿山冶金企业发展循环经济的重要链条，故目前对于不可利用的但存在高价值的资源的工业固废可采取暂时贮存的方式将高值资源暂存，当生产技术及污染治理技术发展成熟时，不排除此类项目在承德市的研发与建设。

图1 钒钛磁铁矿资源综合利用与高端深加工循环型产业体系总体设计

综上，目前承德市钒钛磁铁矿生产继续维持以钢铁锻造为核心产业，以粉煤灰等固体废物循环利用和焦化副产物的深加工及余热资源梯级利用等为循环经济发展方向。近期适合承德市钒钛磁铁矿发展的循环经济模式主要包括：

1.开展高炉瓦斯泥、转炉泥、钢铁渣、石灰筛下料、粉煤灰等固体废物的回收循环利用和焦化副产物的深加工[2]。

2.回收高炉、焦炉、转炉煤气和余热资源，改造加热炉，实现燃料结构优化和企业间的能源梯级利用，降低单位能耗、水耗。

3.注重矿山生态恢复，对部分厂区尾矿实施封坝绿化，种植乔木及藤本植物，防止二次扬尘；对废弃矿区进行有步骤的平整绿化，并有计划地建设森林公园和林果基地。

通过以上途径，该行业固体废弃物回收利用率可提高50-70%，降低二次污染及土地资源的占用；能源的梯级利用可使SO2排放量降低5-10%，同时减少燃料使用量，有利于节能减排；生态环境得以恢复，二次污染得到有效控制。

（二）工农复合型轻工行业循环经济应用途径及效益分析

承德市工农复合型轻工行业发展循环经济依托承德市农副产品资源优势、深化“精深加工”理念的同时，应注重产业链的延伸，立足本地特色形成农业资源的精深加工与下脚料清洁综合利用产业体系，形成农业资源大宗深加工利用与精细化提值利用相结合，固废资源化利用与循环化利用相耦合的“林/农业——林果/农产品加工——保健药用组份提取——固废综合利用（养殖）——有机肥还田”的农产品循环利用模式。

发展重点途径为（以山杏、食用菌为例）：

1.针对苦杏仁构建精深加工与活性组份精细化利用体系。以现有杏仁露产业为基础壮大杏仁露产业，开发杏仁露与果品、奶制品等的复合型饮料品、发展高端杏仁油生产，实现杏仁组份的精细化分离、提取与高效高值利用、建立苦杏仁脱苦废水生产苦杏仁苷产品产业链，实现苦杏仁活性组份的综合利用。发展“工农复合产业固废能源化资源化高值产业链”，各类果壳、果核发展活性炭产业，开发高值活性炭产品，拓展活性炭高值利用与精细化利用产业链，重点开发食品级、医药级、净化级活性炭产品，发展果壳生产超细粉、活性炭提取木糖等精细化利用产业链。

2.深化食用菌精深加工产业体系，以现有企业为龙头，加快发展食用菌罐装食品、调味品等现有产业体系，逐步打造休闲食品产业体系、食用菌养生保健产品产业链及生态环保型生物农药产业。

3.相关行业逐步进入生态工业聚集区[3]，按照资源共享、优势互补、物质能源交替使用、综合利用的原则，构建生态经济产业链条，实现企业之间与上下游产品之间的有机链接，使产品生命周期中资源消耗最少、废物产生最小，合理构建和完善产品链，同时对污染物进行集中处理。

图2 承德市工农复合型轻工行业循环经济应用设计（以山杏、食用菌为例）

4.轻工等工业园区内设置公共污水处理厂或利用现有城镇污水处理厂，污水处理达标后在园区内部循环利用或供综合服务区、及对水质要求相对较低的企业使用；中水亦可实施跨区域中水优化调配，供生活区杂水回用及企业生产用水，实现中水资源价值最大化，调配水资源的空间分布，进而形成多层次水循环利用模式。

承德市工农复合型轻工业循环经济多为农产品加工工业及其相关工业。对于这一类项目的建设产生的环境问题主要有：

（1）大气环境：此类行业生产中供气所采用锅炉供气方式，由此产生的二氧化硫、氮氧化物及烟尘影响区域大气环境。

（2）水环境：此类项目运营期间产生的生产废水主要为有机废水，主要污染物为COD、BOD5、SS、NH3-N等，且污染物浓度较高，废水不经处理直接排放对水环境有较大影响。

（3）固体废弃物：通过循环经济的应用，固体废弃物将得到大幅度的消减，最终实现目标为固体废弃物“零”排放。

对于上述环境问题，依照目前技术，锅炉烟气脱硫除尘及有机污水处理已具备成熟的处理工艺，污染治理设施稳定运行，污染物可实现达标排放，对区域环境影响较小。且轻工业企业实现入驻生态工业园区后，园区为入园企业提供供气、供暖、污水治理等基础设施，污染物便于集中处理，更能保证处理设施的先进性、管理的专业性以及治理效果的稳定性。同时通过循环经济的应用，此类项目逐步改进生产工艺，推行清洁生产，充分利用生产过程中的废渣、废水，提高生产用水的循环利用率，开发污水回用技术，逐步实现零排放，进一步降低对环境的影响。

以废水排放为例：根据全国第一次污染源普查统计资料，承德市滦潮河流域内有各种类型企业317家。通过全市滦潮河流域污染企业废水污染物排放情况可以看出，排污企业中COD排放量合计为11886.77吨，氨氮排放量合计为981.79吨。通过企业内部及区内企业间水循环利用及再生水回用等水资源循环利用模式。实现水资源优质优用、低质低用和梯级利用。考虑到企业对水质要求的不同，企业排水量消减30%计算，则年可消减化学需氧量和氨氮分别为3566吨及100.3吨。

三、结论与建议

（一）结论

发展循环经济是承德市实现资源节约、环境友好、人与自然和谐发展的重要途径，是未来经济发展的重要战略选择。承德市循环经济在工业领域的应用，必须从特殊区位及生态功能定位出发，因地制宜、扬长避短寻找到一条适合承德市发展的应用途径，使循环经济理念服务于经济、社会、环境共同和谐发展。

1.围绕特色农林资源，着力发展工农复合型农林畜牧产品深加工及固废利用循环经济产业体系。

2.对特色资源钒钛磁铁矿采取阶段性开发。依据当前生产及污染物治理技术，近期承德市钒钛磁铁矿生产更适合继续维持以钢铁锻造为核心产业，以粉煤灰等固体废物循环利用和焦化副产物的深加工及余热资源梯级利用等为循环经济发展方向，禁止建设重污染、高能耗和化工企业；当生产技术及污染治理技术发展成熟时，承德市可逐步发展建立多组份协同提取及钒、钛资源高值深加工循环经济产业体系。