《家电废水治理工程培训资料》

东莞XXQS家电有限公司废水治理工程培训资料废水处理培训资料废水产生工艺简介涂装废水是指由涂装生产线的酸洗除锈、脱脂、表调、磷化、钝化、电泳和喷漆等工艺段产生的废水和废液。涂装生产工艺广泛应用在机械汽车、摩托车、电梯等、家电、家具木材和电子等行业，因而涂装废水也广泛存在，如果不对这些废水进行有效的治理，那必然会对周围的水体环境造成很大的影响。脱脂水洗除锈表调磷化水洗烘干1、脱脂钢材及其零件在储运过程中要用防锈油脂保护，一般合金在压力加工时要用到拉延油，零件在切削加工时要接触乳化液，热处理时可能接触冷却油，零件上还经常有操作者手上的油迹和汗迹，零件上的油脂还总是和灰尘等杂质掺和在一起的。零件上的油脂不仅阻碍了磷化膜的形成，而且在磷化后进行涂装时会影响涂层的结合力、干燥性能、装饰性能和耐蚀性。2、磷化处理所谓磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面的化学处理方法。所形成的膜称为磷化膜。废水主要污染物质本项目产生废水主要为涂装生产线产生的清洗废水及定期排放的药液槽母液。本项目废水主要污染物质为油脂、酸（HCL）、碱（NAOH）、磷酸盐（PO43）体现在监测项目上污染物名称为化学需氧量（COD）、磷酸盐（PO43）、悬浮物（SS）、酸碱性（PH）、石油类等。化学需氧量（COD）在酸性条件下，通过氧化剂（重铬酸钾法），将有机物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量，用CODCR，简写COD。磷酸盐（PO43）以总P计算，包含磷酸盐（PO43）、偏磷酸盐（PO3）、磷酸氢盐（HPO42）、磷酸氢二盐（H2PO4）等悬浮物（SS）水中的悬浮固体的总称。酸碱性（PH）PH7，为酸性，PH7，为碱性，PH值在69为达标。基本实验设备烧杯、玻璃棒、药液瓶、胶头滴管、试管、锥形瓶、工作台等。执行标准广东省水污染物排放限值DB44/262001摘录MG/L项目CODCRSS磷酸盐PH石油油色度标准值906005695040度废水处理方法污水的处理方法大体分为四种1物理分离法包括机械分离、气提、气池、蒸溜、活性炭吸咐及膜法等；2化学分离法包括絮凝化学沉淀，中和，氧化还原法等；3生物降解法包括曝气沉淀，活性污泥生物降解法等；4物理化学分离法包括电渗析，隔膜电解、高梯度磁分离法等。所谓前处理废水，一般是指表面处理车间工件脱脂、酸洗、磷化后的废水混合到一起统称为前处理废水。它除含有酸、碱外，还含有铜、锌、铁、镍、锰等金属离子以及其他一些有机物和油类等，这类污水呈酸性或碱性。必须要经过化学中和、化学沉淀、絮凝化学强化沉淀，过滤等处理后才能作为清洗水循环使用或向外排放。2酸、碱、废水的化学沉淀、絮凝沉淀、过滤处理将前处理过程中产生的废酸水和废碱水放入反应池进行中和处理，使水的PH值达到69的范围。酸、碱废水的中和处理系统是由集水池、中和池、反应池、沉淀池、砂滤池、等组成。处理时，首先将废酸、废碱液导入集水池通过搅拌混合后注入反应池，在反应池内根据测定的PH值大小适当地注入酸液或碱液。将废液的PH值调整在一定的范围内，进行中和处理。应尽量利用废酸、废碱液自然中和处理。磷化废水的处理向含酸的磷化废水中投加适量的碱性物如碱、生石灰等，使含酸放心水得到中和。它的处理工序是先将石灰加水消化成4050的高浓度石灰乳后，再加水搅拌均匀配在510的石灰液用泵抽至反应池，与废水一起搅拌反应，它是利用PO43能与许多金属离子如CA2、FE2、FE3和ZN2等反应形成沉淀。向混合废水中投加生石灰CAO或熟石灰CAOH2后，由于PH值升高CA2浓度增大，会产生FE3PO42、ZN3PO42、CA3PO42等沉淀，这样废水中的CA2、FE2、FE3和ZN2、PO43等会大大降低。中和澄清后，使水和沉淀得到分离。计算中和碱时，注意不要忽略废水中重金属离子生成气氧化物沉淀所消耗的部份石灰乳。前处理废水处理新工艺中和与絮凝结合处理中和主要是调节废水的PH值，当废水中胶状物质或细微颗粒悬浮物很多时，可以加入凝集剂聚丙烯酰胺强化沉淀。由于它具有线性结构，固相颗粒易被其强烈的吸附，当它的一端吸附某一固相颗粒后，另一端又吸附另一相颗粒，微粒透过高分子聚丙烯酰胺的吸附架桥作用，颗粒逐渐变大形成絮状，最终形成肉眼可见的大颗粒沉淀，强化了沉淀效果，以石灰乳即CAOH2来调节PH值，当混合废水的PH值75以上，以废水中FE2、ZN2已检验不出来，完全能满足废水的排放标准，而PO43随着废水的PH值升高而急剧下降。磷化槽在使用过程中，根据生产情况每两个月或更长时间就需要翻槽一次，将其沉淀过滤后用泵打入反应池中，加入CAOH2调节PH885，再次进入混凝反应池，经混凝充分反应后，沉淀24H，上清液放入到砂滤池，经过过滤后送至清水池。由于更翻槽液时母液浓度很高，需要大量投加药剂量才能保证出水达标，因此厂方在排放母液时涂装课应提前通知废水站管理人员，严加操作和管理，保证废水站出水达标。酸洗废水的处理在进行废水处理时，将高浓度的废酸液泵入到低浓度的集水池中进行稀释后，再泵入到反应池用石灰乳作为药剂的第一次中和，将PH值调整至885左右，凭借PH控制器的指示，供给碱溶液将PH调至69的范围内，中和过程中产生的含有悬浮物的废水，经加入聚丙烯酰胺搅拌均匀后产生的大量沉淀放入到污泥池，处理后的水就可以循环使用或向外排放了。沉淀后的泥渣通过过滤机浓缩脱水后形成可搬运的固态物。废水处理操作规程一、工艺简介生产过程中所产生的生产污水先经过调节池处理后，经过提升泵流入中和反应池，在中和反应池中加石灰水（CAOH2）和氢氧化钠（NAOH），以调节PH值在8085，接着水进入混凝反应池，在混凝中加入混凝剂和助凝剂，使废水中的污染物在合适的酸碱环境下以较大的颗粒状态存在，并具有良好的沉降性能。通过斜管沉淀池对废水进行有效的固液分离，经沉淀池处理后的废水进入砂滤池进行深度处理后达标排放。沉淀池的污泥由污泥管道压入污泥浓缩池，经压滤机压榨后定期清运。PH值调节采用石灰水和NAOH（很少使用），混凝剂采用高效聚合氯化铝PAC和聚丙烯酰胺PAM。工艺流程（参见工艺流程图）二、单元说明1该污水处理系统的废水日处理量为22M3/D，时处理量为22M3/H，设备运行时间10小时/日；2调节池均质水质浓度、调节水量。因工厂在生产过程中每个时间段内的水量与水质不同，为使处理机构不受废水高峰流量和浓度变化的冲击而设，调节池内有空气管道，对原水进行空气搅拌；主要设备提升泵，空气管道；3中和反应池调节废水的PH值，原水为酸性废水，需加碱进行中和处理，同时加石灰水进行处理，调节废水的水质，池内有空气管道进行搅拌混合。主要设备PH计、加药系统，搅拌系统处理药剂CAOH2（石灰水），向含酸的磷化废水中投加适量的碱性物如生石灰等，使含酸放心水得到中和。它的处理工序是先将石灰加水消化成4050的高浓度石灰乳后，再加水搅拌均匀配在510的石灰液用泵抽至反应池，与废水一起搅拌反应，它是利用PO43能与许多金属离子如CA2、FE2、FE3和ZN2等反应形成沉淀。向混合废水中投加生石灰CAO或熟石灰CAOH2后，由于PH值升高CA2浓度增大，会产生FE3PO42、ZN3PO42、CA3PO42等沉淀，这样废水中的CA2、FE2、FE3和ZN2、PO43等会大大降低。中和澄清后，使水和沉淀得到分离。NAOH（氢氧化钠）（在废水池内PH值超标严重时投加）；4混凝反应池用于水处理药剂与废水絮凝反应的区间，去除有机和无机性可沉悬浮物和胶体混凝物；胶体混凝物主要为混凝反应池内加药反应后的产物，池内有空气管道进行搅拌混合。主要设备加药系统，搅拌系统处理药剂PAC（聚合氯化铝）、PAM（聚丙烯酰胺）；聚丙烯酰胺（PAM）强化沉淀。由于它具有线性结构，固相颗粒易被其强烈的吸附，当它的一端吸附某一固相颗粒后，另一端又吸附另一相颗粒，微粒透过高分子聚丙烯酰胺的吸附架桥作用，颗粒逐渐变大形成絮状，最终形成肉眼可见的大颗粒沉淀，强化了沉淀效果。5沉淀池混凝反应池废水中的絮凝体在二沉池中进行泥水分离，上清液进入砂滤池，污泥斗中的污泥通过污泥管道进入污泥浓缩池，沉淀池内要定期排泥，每天早上上班，中午上班及晚上下班各排泥一次（每天三次排泥），严禁出现沉淀池污泥上浮；6砂滤池深度处理废水后达标排放，定期（每周）反冲洗砂滤池，防止砂滤池中的滤料堵塞；7清水池用于砂滤池的反冲洗水集水池；8污泥浓缩池聚集沉淀池沉积的污泥。沉淀池排放入的污泥，应先静沉一段时间后，让上清液排入调节池，下部污泥隔膜泵打入压滤机，对污泥进行压榨处理后装袋外运，当泥量比较大时必须连续运行压滤机，防止沉淀池污泥因聚集过多上浮至斜管上面。运行管理1操作人员必须在我司工程技术人员的指导下，熟悉各部分设备的用途，使用方法、注意事项、管路走向、各阀门及配电设备的控制对象；2废水处理系统按以下顺序进行设施运行空压机开启，搅拌系统打开，加药系统打开，提水泵打开；设施关闭提水泵关闭，加药系统关闭，空压机关闭，搅拌系统关闭。3严禁用手、硬性物质触摸、擦拭PH计玻璃探头；PH计玻璃探头是高敏感测试仪器，如若要清洁探头必须用柔软干净纸巾擦拭。保持反应池内水位，保证玻璃探头一直处于水中状态。4每天按时检测水质的PH值、水质浊度（SS）、色度，应做好系统运行台账。PH值可根据PH计上显示数据纪录，659为达标值；浊度与色度为目测，浊度纪录方式为浑浊、少许悬浮杂质、清澈，色度纪录方式为浓、淡、无色。5勤巡查出水状况，若沉淀池出水夹带污泥，应缩短排泥周期，以确保出水达标，每天早上上班前，及下班后各排泥一次；6每周对废水站进行清洁卫生，严禁往站内丢弃垃圾，保持废水站的清洁；7本处理系统必须六个月进行一次维护、保养。8调试试验记录废水站在运行过程中，必须观察各反应池的反应情况，可以从反应池取水样在烧杯中，观察水质沉淀状况，并根据上清液在加药看是否还有沉淀生成，如有大量沉淀生成，说明投药量浓度或流量不足，需要增加投药量。（建议厂方购买实验用烧杯、量筒、玻璃棒和实验台）三、注意事项1整个系统中的各部分设备、设施应严格遵守设备的维护、保养制度，以保证整个系统的正常运转，如运行情况出现异常，应立即通知工程人员或厂领导；2废水处理的药剂按要求配制，不得随意更改，否则造成药液的失效或浪费。3严禁水泵空转。当池内水位浅时应及时关闭水泵开关，防止因水泵空转而烧坏，水泵为自动控制，只要设备正常运行即可；4反应池内要保持干净，禁止往池内丢弃杂物，以免堵塞管道；5所有需要添加润滑油的设备一律按设备要求定期执行，每隔三个月小型保养一次，半年彻底保养一次。6如在操作过程中有不清楚的事项，不能擅自操作，应立刻与我司工程技术人员联系。7严禁水泵空转。当池内水位浅时应及时关闭水泵开关，防止因水泵空转而烧坏。也不要故意破坏相关设施，处理站内安放好灭火器以防因电路起火或其他原因引起的火灾。8空压机保养请参照设备操作说明书进行维护和更换机油；9PH电极保养和维护1电极不能暴露在空气中，因为电极里面含化学药液。他通过玻璃球去接触污水，如果电极暴露在空气中，不但会加速玻璃球（敏感膜）老化，而且会风干电极里面的液位，会缩短电极使用寿命或损坏。2电极不使用时应洗净，插进加有饱和氯化钾的保护套；3检查接线端是否干燥和氧化；4应避免长期浸泡在蒸馏水或蛋白质溶液中，并且防止有机硅油脂接触；5使用时间较长的电极，它的玻璃球可能变成半透明或附有沉积物，此时可以用5稀盐酸浸泡洗涤，浸泡时间不会超过30分钟，浸泡高度能盖住玻璃球为宜，否则影响测量效果；并再用蒸馏水洗涤，注意不要损坏或擦伤玻璃球；6建议用户（15天或一周）时将电极进行清洗及配合仪器校正；7当您用了以上方法对电极进行维护和保养时仍不能进行校正程序及正常测定，说明电极已无法恢复反应，请更换电极；四、加药管理1、定期清理混凝反应池、加药箱内残留固体废物，每天一次；2、保持电控箱内干燥环境，防止水流入电控箱内；3、药剂浓度1、NAOH氢氧化钠药液配制（在PH值严重超标时使用）外观为白色固体，药液成透明状，配制的NAOH药液浓度为50；先向加药桶中加入005M3自来水，再投加氢氧化钠溶液，药剂投加后开启压缩气进行搅拌，同时继续注入自来水直至加药的有效高度，搅拌10MIN直至药剂完全溶于水中，关闭压缩气。2、CAOH2氢氧化钙药液配制生石灰（CAO）外观为白色粉末状固体，药液成透明状，配制的CAOH2药液浓度为25；先向加药桶中加入005M3自来水，再投加生石灰，药剂投加后进行人工搅拌，同时继续注入自来水直至加药的有效高度。CAOH2药桶底部有少量的沉淀物，每个一个星期要清理一次。3、PAC聚合氯化铝药液配制外观为黄褐色固体，药液显浅黄褐色，配制的PAC药液浓度为0815；先向加药桶中加入005M3自来水，再投加聚合氯化铝，药剂投加后开启压缩气进行搅拌，同时继续注入自来水直至加药的有效高度，搅拌5MIN直至药剂完全溶于水中，关闭压缩气。4、PAM聚丙烯酰胺药液配制白色固体手触摸有黏稠感，药液成透明状，配制的PAM药液浓度为002003；先向加药桶加入005M3自来水，加入聚丙烯酰胺，药剂投加后开启压缩气进行搅拌，同时继续注入自来水直至加药的有效高度，搅拌20MIN直至药剂完全溶于水中，关闭压缩气。厂方必须提前备足废水处理站用药，建议购买三个月的储备用药。请严格按照操作规程进行管理和考核，否则造成的后果及损失由厂方负责。操作工应熟悉本操作工程的说明，并在运行维护中逐步熟练，不要出现浪费药剂，在运行过程中要节省成本，保证出水达标，做好运行记录台帐。废水处理站工作人员职责一、废水处理站工作人员要熟悉废水处理的工艺流程、操作流程、各设备的用途、操作方法、相关技术参数、注意事项及设备在电控柜上对应的控制元件。熟悉各条管路的走向、用途。二、正确配制药剂，时刻保持药桶内的药量充足。药剂、营养剂不足时，提前向有关部门申购。三、勤查出水状况，根据出水现况分析其产生的原因。对于不能解决的问题要及时向上级或有关人员反映，并跟踪落实。四、勤查各设备性能，工作状况，并按设备的操作要求进行维护和保养，确保设备处于运行良好。能解决设备运行中常见故障。对不了解的问题要及时上报有关部门。五、注意用电，经常检查线路，保证电控箱处于干燥的环境。遵守公司用电规章制度，不得随意拉接电线。六、确保安全，其他人员未在废水处理工作人员的带领下，不得随意进入废水处理站内。七、保持废水处理站清洁卫生。八、每天按时认真填写废水处理系统运行记录表。下一班工作人员操作前，认真阅读前一班的工作记录，发现问题及时解决或上报。废水处理系统运行记录表年月日星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日备注运行时间项目名称提升泵空压机加药泵电气系统反冲洗泵HCLNAOHPAC投药系统PAMPHSS出水水质色度日处理水量M3运行班次白班（8001800）夜班（20000600）说明1、PH由广泛PH试纸检测，对照PH指示颜色，PH在69之间为达标；2、悬浮物SS通过目测，水中没有杂质及大的悬浮物浑浊。记录为混浊、少许悬浮杂质、清澈；3、水中色度通过为无色或色度较浅即为达标。记录为浓、淡、无色；东莞市XXX环境工程有限公司制东莞XXQS家电有限公司废水站工艺流程图原水格栅池调节池中和池CAOH2快混池PAM，PAC慢混池空压机沉淀池隔膜泵污泥浓缩池砂滤池清水池提升泵磁力泵磁力泵磁力泵反冲洗泵滤液回流PH计控制压滤机泥饼外运排放口东莞市XXX环境工程有限公司制损耗件、化学药品清单KCY/（51）其中，为霍夫曼系数，CY为消费品工业的净产值,KY为资本品工业的净产值。进而霍夫曼以上述系数或比例为指标，把工业化过程分为四个阶段第一阶段，霍夫曼比例为15第二阶段，这个比例为2第三阶段，该比例为0第四阶段，此比例更低1。序号名称更换时间采购周期备注1生石灰（CAO）实际情况3天2聚合氯化铝（PAC）实际情况3天3聚丙烯酰胺（PAM）实际情况3天4氢氧化钠（NAOH）实际情况3天5喷嘴二个月检修一次3天6填料（多面空心球）半个月检查一次1周7活性炭（空气净化）26个月更换1周8浮球阀一年更换一次3天9PH计探头一年更换一次一周10PH标准溶液一个月校准一次一周可根据实际运行情况进行适当的调整11水泵半年检修一次两周12水泵轴封检查是否漏水3天14风机轴承五年更换一次两周15风机皮带一年更换一次一周16空压机定期检查经常进行维护，加润滑油等霍夫曼解释说，在工业化的第一阶段，消费品工业在整个制造业中居于压倒优势的地位，其净产值平均为资本品工业净产值的5倍。在第二阶段，消费品工业最初所具有的主导地位趋于削弱，资本品工业逐渐发展起来但前者的净产值仍为后者的25倍。在第三阶段，两类工业的净产值大致相当。到了第四阶段，消费品工业远不及资本品工业增长得迅速，后者的净产值将大于前者。简言之，随着工业化的升级，消费品工业与资本品工业的净产值之比是逐步下降的。这就是人们所说的“霍夫曼定理”。那么为何消费品工业会先于资本品工业而发展呢霍夫曼认为，其主要原因是第一，纺织和食品等消费品工业的发展所需的技术水平较低，与资本品工业相比，消费品工业能较为充分地利用熟练的手工业匠人已获得的传统技能。第二，消费品工业的发展所需要的起始资本量要比资本品工业所需量少得多2。霍夫曼还详细地测算了若干区域霍夫曼比例数值及其变化，通过与霍夫曼工业化阶段指标比较得出，在20世纪20年代，巴西、智利等国家处于工业化第一阶段，日本、加拿大等国家处于工业化的第二阶段，英国、美国等国家处于工业化的第三阶段，处于第四阶段的区域当时还没有出现。后来一些学者3循着霍夫曼的足迹进一步研究，发现霍夫曼比值下降幅度递减，并逐渐趋于稳定。这说明重工业化到一定程度后会达到饱和。当今发达国家的重工业化率均在6065之间。这说明经济发展到一定阶段重工业化停滞下来。重工业化到一定时期停滞下来的原因与重工业内部结构有关。由表57可知，在美国的重工业结构中，重工业中的原材料工业4比重从1948年的254下降到1983年361。表5719481983年美国制造业结构（按国民收入计）单位年、194819601965197019751980198119821983食品1119885909778818481制烟060906080708090909纺织品733634352827262527服装523939403430293133纸张343835383138363739印刷和发行495451555353536064化学制品607171737872747772石油和煤炭制成品573529304768627363橡胶和塑料182325282729283032木材和木制品402829282629262227家具171616161515141516石陶玻璃333733323230292629金属冶炼908481717172725146金属加工637074767778787371机械929510711517129131125111电器电子设备598486928491939899汽车586785566038434559仪器1527272929343438381以上括号中的数字表示前面的数字作为基准时所允许存在的偏离幅度。参见霍夫曼工业经济的增长，曼彻斯特大学1958年版，第23页。2参见霍夫曼工业经济的增长，曼彻斯特大学1958年版，第3页。3这类学者如日本的盐野谷等。4美国的原材料工业包括化学制品、石油和煤炭制成品、橡胶和塑料、木材和木制品、石陶玻璃、金属冶炼、金属加工等。皮革皮制品181311100808070707运输设备305961595057575754其他工业231817181715161615资料来源洪君彦主编当代美国经济，时事出版社，1985年版，第36页。可见，在重工业化过程中尤其是在工业化过程的后期，机械工业的增长是重工业化的支柱，而耐用消费品工业又是机械工业增长的一大支柱。例如家用电器工业和汽车工业在发达国家中发展非常快。显然，当耐用消费品足以不再成为人们生活的稀缺品时，机械工业的增长也就趋于稳定，这时重工业化也就趋于停滞。3、工业结构高加工度化所谓的“高加工度化”是指，无论轻工业还是重工业，都会由原材料工业为重心的结构向以加工、组装工业为重心的结构发展。这是工业化过程中，工业结构演变的一个重要特征。下面我们可以通过表58看出日本工业结构高度化的趋势。表58是日本几个工业部门19551975年期间销售总额和职工人数两个指标发生变化的情况。显然，不同行业增长速度不同，纺织业对于服务、服饰业，木材业对于家具、木器业，钢铁和有色冶金工业对于各种机械工业，前者是原材料工业，后者是组装加工工业，组装加工工业增长速度是原材料工业增长速度的25倍不等，显然，日本工业结构已高加工度化了。表59是日本19651982年期间加工和原材料工业的附加价值额、就业人数和有形固定资产投资额三个指标的变动状况，反映了其工业结构由原料型向加工型的转变。表中加工型产业附加价值从1965年的30上升到1983年的37的份额，而原材料型产业所占份额由405下降到319；就业人员数，加工型产业由273上升到355，而原料型产业所占份额由390下降到266；有形固定资产投资额也表现出了同样的变化趋势。日本加工和原材料工业随着时间的推移发生截然相反的变化，这表明工业结构的高加工度化。表58日本工业结构的高加工度化出厂销售总额（10亿日元）职工人数（千人）1955年1975年1975/19551955年1975年1975/1955纺织服装、服饰1096856457218058925651061144996531094365木材家具、木器274653618197413203037383145465315121217钢铁有色冶金普通机械电器机械运输工具精密仪器金属制品65028031225137156219113063909106111082114881172965731739139634014311401130883001276993832333227935850620911031214945239855183211288521293303239资料来源日本通产省编工业统计表产业篇，1955年版和1975年版。转引于筱原三代平经济学入门下册，第28页。表59日本由原材料型产业到加工型产业的转变单位1000亿日元，1000人，项目年份合计加工型原材型其它1965952（300）（405）（297）19754139（334）（343）（322）19806984（344）（388）（333）附加价值额19827618（370）（319）（311）19657481（273）（390）（336）197510660（321）（314）（365）198010292（342）（302）（355）就业人员数198210475（355）（266）（378）1965184（245）（549）（207）1975527（227）（610）（164）1980759（390）（345）（215）有形固定资产投资额1982921（433）（382）（185）资料来源吴家骏、汪海波编经济理论与经济政策，经济管理出版社，1986年版，第174页。工业结构高度化的事实说明，工业的增长对原材料的依赖程度到一定时期会出现相对下降的趋势，从而对能源、资源的依赖程度也将相对下降。高加工度化就是工业加工程度不断深化，也就是原材料工业发展到一定程度，加工组装工业的发展将大大超过原材料工业的发展速度。4、生产要素密集度转化规律工业化初期，工业生产要素结构中劳动力处于最突出的地位，是一种劳动密集型工业结构。当时，轻工业在工业结构中处于中心位置，纺织、食品、造纸和皮革等轻工业部门工艺技术并不复杂，而是需要大量劳动力进行简单劳动和操作。随着工业结构的重工业化，重工业中原材料工业的地位将不断上升，钢铁、石油、石化、有色金属冶炼、煤炭等原材料部门都是需要大量资金投入的部门，不对生产设备进行巨额投资是无法大规模高速度发展的。因此，此工业化阶段，资金处于最突出的地位，是一种资金密集型工业结构。之后，随着工业结构的高加工度化，加工组装业将逐步取代原材料工业成为增长最快的产业，各种机械工业占据中心地位，而机械工业需要先进的技术支持，否则就不会有高加工度化。因此，在此阶段，工业的生产要素结构中技术处于最突出的地位，是一种技术密集型工业结构。从上述分析可知，随着工业结构的中心由轻工业到重工业，从原材料工业向组装工业的转移，工业的生产要素结构的中心也分别由劳动力到资金，再到技术的相应转移；要顺利完成工业化的过程，需要从第一次产业中释放劳动力进入轻工业部门，需要积累足够的资金支持重工业化的发展，需要开发和获得先进技术，促使工业结构的高加工度化。高加工度化和技术密集型产业的内涵随工业化的深入发展而变化。在工业化高度发展的后工业化社会里，技术密集型产业是指具有简单技术的机械工业，而现在的技术密集型产业是指用激光技术、微电子信息技术、航空航天技术、海洋工程技术、生物遗传工程技术等高新科技武装的产业部门，技术已成为工业发展中最重要的因素。因此，工业化过程至今已经历了三个发展阶段，即重工业化阶段、高加工度化阶段和技术密集化阶段。其实，工业化的第四阶段信息化阶段，即将来临，美国、日本等发达区域已开始进入此阶段。5、区域产业链条现代化的迂回生产方式使区域产业分工越来越细，形成许多产业链条，众多承担分工任务的细小产业都是这些产业链条上不可或缺的生产环节产业链节。这些产业链节在区域产业链条上的作用十分巨大，它们是相互联系不可分割的统一体。按照它们与主导产业的前后关联性，可以把主导产业与区域产业链条上各产业的关联作用分为三大类前向联系，后向联系和旁侧联系。前向联系，也就是罗斯托的“前瞻影响”，指主导部门对新工业、新技术、新能源的诱导作用，以便解决生产中的瓶颈问题。前向联系是指对投资部门产品的需求，其压力主要来自现有生产者扩大产品市场并使产品市场多样化的努力。前向联系能为下一个主导部门的产生筑建台阶。罗斯托以18世纪棉纺织业的扩张说明了这个问题。纺织业扩展刺激了棉纺制造业摆脱对水的依赖，这诱导了蒸气机的发明。在此基础上，棉纺织业的扩展又直接刺激了寻求新的运输途径的努力，以便便宜地在港口和工厂之间运输棉纺织品原材料和最终产品。铁路的修建替代了传统的运输方式，但铁轨的迅速老化，对解决廉价钢铁问题产生了刺激。主导部门不仅在技术上，在原材料上，而且在新的制度组织形式上都具有前向联系效应。如铁路的修建刺激了从更大规模小额储蓄者那里动员长期资本的方式，引起企业制度和金融制度的创新，如股份制公司和有组织的证券交易的初步尝试，为下一个主导部门的出现准备了制度条件。后向联系，也就是罗斯托的“回顾效应”，是指主导部门处于高速增长时期，对原料要求和机器生产所产生的对新投入的需求，这是具有新质分工（如新技术）的主导部门之外在传统部门引入新质分工的过程。如近代棉纺织机械和水力动力，并在广泛的领域促进和改进了冶炼技术，机器的发明与改进使分工水平不断演进。对原材料投入的需求，导致了集约化生产，以集约化地使用土地并对农业实施改造。近代棉纺织业中的职位分工和工序需要新型工人、领班和经理，这与家庭手工业或分料到户制中的分工几乎是完全异质性的，当它发生后向联系时，特别是采用资本更密集的纺织机械时，更增强了扩散力。后向联系在欠发达区域工业化过程中特别重要，产品的国产化过程遵循着如下程序，新质分工首先是通过进口最终产品植入人们的观念之中，接着在国内建立生产最终产品的新生工业，但要进口机器设备，而且还需要进口很多原材料、中间投入等。所谓后向，指国产化过程中新增投资的刺激从最终产品向后，到半成品或原材料的过程，从这种过程再到制造最终产品的机器设备，被称为进口替代。旁侧联系是指主导部门对各种基础设施、服务行业以及各种制度安排方面的诱导。这种结果必然导致各种经济活动的空间集中，这就是我们比较熟悉的聚集经济。聚集经济最具有代表性的就是城市以及城市化过程。因此，可以说工业化过程以城市化为象征，城市化是区域分工演进和区域经济发展的主要形式。总之，在区域产业链条上，各个产业链节都是依据各自的特性和功能分别与主导产业结成前向联系、后向联系和旁侧联系。五、产业结构演变的原因区域产业结构随着区域经济的发展而演化，其演化循着一定的路径形成了上述产业结构演变规律。之所以区域产业结构具有规律性演变，其原因在于如下几个方面。1、产品需求收入弹性的变动社会需求结构和人们消费结构都是随人均国民收入水平的提高而发生变化的，而产业结构又会随着这两者的变化而变化。这种变化我们可以用产品需求收入弹性来加以说明。产品需求收入弹性，是在价格不变的前提下，某一产品需求的增加率和人均国民收入的增长率之比。体现出人们对某一产品的需求随人均收入变化而变化。GD/（52）式中，代表某一产业的产品的收入弹性系数；D为某一产业的产品需求增长率；G为人均国民收入的增加率。如果把收入弹性与实际产业结构进行对比分析，则发现生产高收入弹性产品的产业在产业结构中能够占有更大的份额。当人均收入水平很低时，维持生命是第一需要，所以消费结构中的主要部分是解决吃饭问题，此时，食品的需求收入弹性远远高于其他产品的收入弹性，因此，在人类历史上首先兴起的是农业。这是人们在历史上所处的生理性需求占统治地位的第一个阶段。随后，消费结构中用于饮食的部分随收入水平上升而下降，食品的收入弹性也下降，其它消费品收入弹性相对上升，于是人们的消费需求向穿、耐用方面转移。这种消费需求的转移必然导致消费结构相应的变化，此时，需求促使社会发展消费品工业，所以轻工业，特别是纺织工业开始兴起。农业和轻工业的发展，使人均国民收入进一步提高，于是人们的消费结构进入追求便利和机能的第二阶段，人们需要增加耐用消费品的消费，从而耐用消费品和投资品的需求收入弹性迅速上升，而轻工业品收入弹性下降。同时，人均国民收入的提高也为资本大量积累提供了可能性，为资本型工业的大发展奠定了基础。这两者都促使工业结构走向重工业化道路。其后的加工组装业的迅速发展，也必然促使工业结构高加工度化。随着工业结构高加工度化的到来，人们消费结构进入追求时尚与个性的第三阶段。最后，当人均收入达到一定水平后，非物质需求在社会需求结构中比重逐步增大，而制造业产品的收入弹性不断降低。在这种需求结构拉动下，第三产业得到迅速发展，特别是其中的信息产业发展十分迅速。2、劳动生产率的不均等上升下面我们定义相对劳动生产率LYP/（53）上式中，P是生产某种产品的相对劳动生产率，Y是某种产品在国民收入中的相对比重，L是生产某种产品的劳动力的相对比重。由式（53）可以看出，某种产品的相对劳动生率就是该产品的国民收入的相对比重与生产该产品的劳动力的相对比重之比。可以用它来说明产业或产品之间生产率水平提高的差异。通常，各种产业或产品的相对劳动生产率都上升，但各产业或产品的劳动生产率的上升速度却不同，从而造成劳动生产率上升率的不均等。这种劳动生产率上升率不均等是产业结构演变的一个重要原因。导致劳动生产率上升率不均衡的因素很多，而最突出的因素则是不同产业之间技术进步速度的不同。某种产业如果不是处于垄断的市场结构中，但它的劳动生产率上升较快，那么该产业的技术进步速度较快，因而该产业的生产成本会较快地下降。此时，这一产业就可能在国民收入中占有很大的优势，则生产要素将向该产业转移。因此，具有较高生产率上升率的产业部门将在产业结构中占有重大的比重。显然，工业比农业，重工业比轻工业，组装加工工业比原材料工业在生产率上升上有较大的优势。这是三次产业转换、工业结构重工业化和高加工度化的一个重要原因。3、国际贸易的促进作用开放型列昂惕夫投入产出模型为,1IIJNIJIIIMEZICZ（54）其中，IZ是部门的产出；III是国内最终需求，其中，IC是用于消费的部分，II是用于投资的部分；IIEM是净国际贸易，其中，IE是出口，I是进口；NIJJZ,1是国内中间需求，其中，参数IJ是投入产出系数，用于度量J部门每单位产出所需部门的投入，JZ是I部门以外的所有其他产业部门。在式（54）中，假定投入产出系数IJ和国内需求ICI向量不变。著名经济学家钱纳里曾就大国贸易模式对产业结构的效应进行过两个模拟实验，模拟结果表明，大国进口替代在一定限度内对产业结构转变是有效的，但是当进口替代达到一定程度后，进一步的进口替代对产业结构转变的作用非常小。钱纳里最后得出结论说，国际贸易水平和结构是促进产业结构演变和现代化的重要因素之一。在进口替代达到一定程度时，不失时机地迅速实现贸易模式由进口替代向出口导向的转变，是加速还是延缓产业结构转变和现代化的关键所在。有两个学说能说明国际贸易促进和带动产业结构演进。那就是“雁行产业发展形态说”和“产品循环说”。“雁形说”是立足于发展中国家的理论，由日本学者赤松提出的。他从日本棉纺工业的发展历史中发现了如下现象明治初期，日本现代化的棉纺工业尚未发展起来。因此，日本向西方开放门户，就出现了西方棉纺产品大量涌入日本市场的情况。国外棉纺织品的大量进口，开辟和开拓了日本的棉纺织品市场，为日本棉纺织工业的发展准备了市场条件。国内市场与近代技术、低工资成本的组合，促进了日本本国棉纺织工业的发展，其规模不断扩大。规模经济加上低工资，棉纺织品的生产成本大幅下降，在国际市场上占有价格优势，成了日本的重要出口产品；国际市场的拓展，又促进了日本棉纺织工业的进一步发展。这种进口、国内生产和出口的发展过程，在图形上像三只大雁，所以将上述过程称为“雁形”，见图52。通过进口国内生产出口这种国际贸易的作用，发展中国家的产业结构随着发达国家技术和产业发展的推动而发生演化。图52雁行产业发展形态“产品循环说”是立足于发达国家的理论，是由美国的弗农提出的。所谓“产品循环”表现为如下若干过程第一个过程，从新产品问世、扩大市场直到国内市场饱和；第二个过程，国内市场饱和，产品出口到国外，开拓国外市场；第三个过程，随着国外市场的形成，便有资本和技术的出口，资本和技术与当地廉价劳动力和其他资源结合，在当地生产这种产品；第四个过程，国外生产能力的形成，又会使这种产品以更低的价格打回到本国市场，这样最初开发该产品的输出国不得不放弃这种产品的生产而去开发其他产品。所谓的“产品循环”，就是指新产品开发国内市场形成产品出口资本和技术出口产品进口开发更新的产品的过程，按照这种顺序不断循环上升。如果我们把“雁行发展形态”和“产品循环”进行比较，则可以发现雁行发展形态的三个过程和产品循环的第二至第四个过程是一致的，只是立足点不同罢了，雁行发展形态学说立足于发展中国家，而产品循环学说立足于发达国家。立足点不同，观察点就不一样，于是就出现了两种不同的学说。但是这两种学说揭示了同一个道理，那就是国际贸易促进了发达国家新产品开发和技术创新，又促进了发展中国家产业结构的演变和高级化。国际贸易对一国产业结构的演变起着重要的促进作用。第四节产业聚集与结构演进的定量分析方法上述分析都是定性的描述。要想准确、具体地分析和评价产业聚集、分散以及产业结构演进状况，定量分析十分必要。本节，我们将介绍一些定量分析方法。一、产业结构演进的度量方法为了对已形成的区域产业结构现状和存在的问题更好地把握，我们在这里介绍一些常规的区域产业结构定量分析指标。1、工业化结构比重数工业化结构比重数是用来度量工业化程度的指标，其表达式如下2/121/SZG（55）其中，和分别代表研究区域的工业总产值和工业劳动者数，2Z和S分别代表研究区域社会总产值和社会劳动者总数，G代表所研究区域工业化结构比重数。这个指标可以反映区域工业化水平的高低和工业结构素质，值越大，则该区域工业化水平越高。2、产业结构变化率产业结构变化率是用来衡量研究区域的产业结构变化程度，其表达式为212JJCQ（56）其中，J代表研究区域某产业部门在整个产业中所占的百分比，下标1、2分别代表不同的年份，2代表的就是区域产业结构的变化率。该指标反映了随着时间的推移，区域产业结构的变化程度，计算方法与产业专门化系数指标相同。2C越大，则在研究期间内区域产业结构变化幅度越大；2C越小，则该期间内区域的产业结构变化幅度越小。3、相关系数相关系数是反映所研究的两区域的产业结构的相关程度，其表达式如下10,1122IJNKNKJJIIJJKIIKIJRXXR（57）其中，I和J分别代表区域I和区域J各部门在其产业结构中所占的比重，NKII/1和NNKJJ/1分别代表区域I和区域J各部门在其产业结构中的比重的平均值，IJR代表区域I和区域产业结构的相关系数。如果1IJR，则两区域产业结构截然相反；如果IJ，则两区域产业结构完全相同；如果0IJ，则两区域产业结构不相关。4、相似系数相似系数是用来衡量所研究的几个区域产业结构的相似性程度的，其表达式如下10,/112SXXSNKNKJKIJI（58）其中，I和J分别代表区域I和区域J产业部门K在产业结构中所占的比重，S代表两区域产业结构的相似系数。如果，则两区域产业结构完全相同；如果0，则两区域产业结构完全不相同；通常情况是S介于0和1之间，S越大，则两个区域产业结构越相似，越小，则两个区域产业结构越不相似。5、产业结构效益指数用来衡量区域产业结构效益变化的指数5,其表达式如下5通常以工业结构为例。PEEHNIII1/（59）其中，I代表区域第个工业部门的产值,E为区域工业总产值，IP为第个工业部门的资金利税率，P代表区域各工业部门的平均资金利税率，H表示区域产业结构效益。如果0H,则表示区域产业结构恶化；如果0H,则表示区域产业结构优化；若与某一时期的某一时点相比，此值H上升，则表示结构效益提高，反之，降低。6、结构影响指数OINIJJINIQPJ11/（510）其中，JI代表所研究的区域的产业部门的资金利税率，JIQ代表所研究区域J的I产业部门的资金占其全部产业部门资金总额的比重，OIQ代表对比区域O的产业部门的资金占其全部产业部门资金总额的比重，J代表结构影响指数。如果1J，则区域J的产业结构素质较高，使其整体效益高于对比区域O；如果1，则区域J的产业结构素质差，其总体经济效益不如对比区域。7、效益超越系数AX/（511）其中，代表区域净产值的增长率，A代表区域总产值的增长率，X代表效益超越系数。这个指标可以衡量区域产业结构素质如果1X，则该区域结构素质较好，结构性效益较大；如果1，则结构素质差，结构性效益较小。8、投入产出法除了上述常规的典型定量分析指标以外，在产业结构演进的实际分析中常用的是投入产出法。列昂惕夫创立的投入产出分析方法，是以投入产出表为基础的。图53为高度简化的核算结构表框架，从中可以看出，投入产出表首先可表示为国民经济的核算体系。在图53中，纵向（）、（）两象限反映了国民经济的价值形成过程，用公式表示则为QYW（512）上式的含意是生产资料转移价值C新创造价值MV总产值。在图53中，横向（）、（）两象限反映了国民经济的价值分配过程，用公式表示则为F（513）式（513）的含义是生产消费最终消费总产值。图53高度简化的核算结构投入产出表具有如下特征其一，价值形成过程与价值分配过程在总量上相等，即FWY。其二，价值形成过程中新创造价值和价值分配过程中最终消费相等，即。式FWY和式YF有着丰富的经济内容首先，它清楚地表明了在实际的国民经济运行过程中，当年国民收入形成与国民收入使用之间的数量关系，即在静态意义上，国民收入的使用额不能大于新创造的国民收入，以公式表示即FY；其次，在等于劳动者报酬社会纯收入，F等于消费积累时，图53和式还表明了国民收入初次分配与再次分配之间的关系，即劳动者报酬社会纯收入消费积累。其三，对价值形成与价值分配过程的分析，还表明，在国民经济发展中其关键作用的积累水平的确定，取决于两个重要的因素一个因素在分配中，它取决于国民收入的初次分配和再分配中积累与消费的比例；另一个因素是取决于价值形成过程中国民收入与总产值的比例。如果二者的比值越大，则一国或一区域的经济发展潜力就越大，反之，发展潜力较小。同时，投入产出表可以表示为某一产业部门投入与分配结构。比如表510。表510一个简化的部门联系表中间产品最终产品分配投入1X2X3X消费积累合计1X20142620201002253X15V20M20合计100表510的纵向列合计表示1X部门在时间T内的价值形成过程，其中1X、2、3，分别为价值形成过程中的部门自身投入和其他部门对本部门的投入量。表510的横向行合计表示1X部门在时间T内的价值分配过程。其中1X、2、3，分别为本部门的自身购买及它部门中间产品的消费。表510中虽然仅有一个部门的投入与分配结构，但它却能准确地反映出社会化大生产过程中产业部门间的相互依赖关系。从列向量看，在1X部门的100单位总产值中自身投入量为20单位，比重为02，2X部门的投入量为25单位，比重为025，3部门的投入量为15单位，比重为015。它表明1部门每增加1单位的总产值，将使自身直接消耗增大02，2X部门为025，3X部门为015。在列昂惕夫投入产出分析中将这种消耗关系定义为直接消耗系数。同理，行向量中，1部门的自身购买为20个单位，2X部门14单位，3X部门为26单位，表明1X部门每增加1单位总产值，部门自身购买将增加02单位，2部门为014单位，3部门为026单位。在投入产出分析中，将中间产品在部门之间的购买关系定义为分配系数。将上述部门间投入和购买的比例关系，列成表格就形成了一个部门中间产品的直接消耗系数与分配系数。如表511。表5111X部门的直接消耗系数与分配系数中间产品分配投入1X2X3X1X0201402620253X015最后，投入产出表揭示了社会再生产过程中包括部门间完全的消耗与分配关系等内容在内的全面的社会经济活动，比如表512。表512产业部门直接消耗系数123456项目农业轻工业重工业建筑业运输邮电业商业12345678物资消耗农业轻工业重工业建筑业运输邮电业商业小计（16）固定资产折旧01579600462100900100048000085503075300186002717302736601102300011310016330683310021800037110056270398740026600024760543470081430139890100200429310039470017180726050033970008770018080204170020130035560286720200050045130229840067370012380025840380560068249101112个人收入社会纯收入小计（910）总投入（7811）052550014837067387100000