（机械制造及其自动化专业论文）基于循环经济的工业废弃物资源化模式研究.pdf

基于循环经济的工业废弃物资源化模式研究 摘要 现代社会的生产规模空前扩张，人类需求与生态环境之间的矛盾日趋尖锐， 带来了资源、能源和环境污染的巨大压力，已严重威胁到人类的生存和发展， 其中，工业废弃物的污染更是成为制约人民生活水平进一步提高的重要因素。 在资源存量和环境承载力两个方面都无法承载传统经济高强度的资源消耗和环 境污染的情况下，如果继续走传统经济发展之路，沿用“三高”( 高消耗、高 能耗、高污染) 的租放型模式，以末端处理为环境保护的主要手段，从长远角 度来看，这只能阻碍我国经济发展的进程，使人口、资源和环境的矛盾更加恶 化。 党中央在“十一五“规划中明确提出：发展循环经济，是建设资源节约型、 环境友好型社会和实现可持续发展的重要途径。坚持开发节约并重、节约优先， 按照减量化、再利用、资源化的原则，大力推进节能节水节地节材等，加强资 源综合利用，完善再生资源回收利用体系，全面推行清洁生产，形成低投入、 低消耗、低排放和高效率的节约型增长方式，走循环经济之路，己成为我国社 会经济发展模式的必然选择。 循环经济的核心是资源的循环利用，而工业废弃物作为一种特殊的资源， 如何变废为宝，走废弃物资源化道路，是一个非常具有现实意义的研究课题。 铜陵市是全国清洁生产和循环经济试点城市，也是安徽省唯一的环保产业 基地。近几年来，铜陵市在资源综合利用、节能降耗、治理污染、保护生态以 及发展环保产业等方面进行了积极探索，从“三废”治理、废物综合利用入手， 逐步形成了初步的循环经济产业链，取得了可观的经济效益和环境效益。 本文在阐述了我国工业废弃物及其资源化的现状后，以铜陵为实例，重点 分析了基于循环经济的微观层面( 清洁生产) 、中观层面( 生态工业园) 和宏 观层面( 社会) 的工业废弃物资源化的三种模式，并分析了铜陵市在社会层面 发展工业废弃物资源化产业的可行性，提出了产业化的发展对策。 关键词；循环经济工业废弃物资源化产业化 r e s e a r c ho nt h er e s o u r c e su t i l i z a t i o nm o d e so f i n d u s t r i a l 砸t e b a s e d0 n r e c y c l i n ge c o n o m y a b s t r a c t u n p r e c e d e n t e de x p a n s i o no f t h ep r o d u c t i o ns c a l eo f m o d e ms o c i e t y , a n dh u m a nn d s b o c , o m ei n c r e a s i n g l ya c u t ec o n 虹a d i c t i o n sb 咖e e nt h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t , b r i n gt h e r e s o u r c e s 、e n e r g ya n de n v i r o n m e n t a lp r e s s u r e s , h a v ep o s e das e r i o u st h r e a tt oh u m a n s u r v i v a la n dd e v e l o p m e n t t h ei n d u s t r yp o l l u t i o na n dp r o c e s s i n ga r et h ei m p o r t a n tf a c t o r t h a tr e s t r i c t st h el i v e so f t h ep e o p l el e v e lf u r t h e re n h a n c e d f r o mal o n g - t e r mp o i n to f v i e w , p o p u l a t i o n , r c s o n r c 铝a n de n v i r o n m e n tw i l lb e c o m ei n c r e a s i n g l yd e t e r i o r a t i n gi f t h er o a do f t r a d i t i o n a le c o n o m yi se n n t i n u c dt od e v e l o p 1 1 璩r o a do ft r a d i t i o ne c o n o m yi st h e e x t e n s i v ep a t t e r nt h a tc o n t i n u e st ol l s e t h r e eh i g h0 l i g hc o n s u m p t i o n , h i g he n e r g y c o n s u m p t i o n , h i g hp o l l u t i o n ) , t ot h ee n do f t h em a i nm e a l 岱o fd e a l i n gw i t ha n v i r o n m c n t a l p r o t e c t i o n t h ec e n t r a lp a r t yc o m m i t t e ei nt h e ”l l t hf i v e - y e a rp l a n ”p u tf o r w a r dac l e a r p l a n t h ed e v e l o p m e n tc i r c u l a t i o ne c o n o m yi 8 t h e i m p o r t a n tw a yt h a tc a nc o n s t r u c t r e s o u r c ec o n s e r v a t i o n ，t h ee n v i r o n m e n tf r i e n d l ys o c i e t ya n dr e a l i z et h e s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t i n s i s tad e v e l o p m e n ta n de c o n o m i z es i m i l a ri m p o r t a n c ea n de c o n o m i z et o h a v et h ei n i t i a t i v e ，a c c o r d i n gt or e d u c t i o n , r e - u s eo fr e s o u r c e s ，v i g o r o u s l yp r o m o t i n g w a t e r - s a v i n g ，e n e r g y - s a v i n gl a n da n db u i l da n ds 仃e i l g t h e nt h ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no f r e s o u r c 龉，i m p r o v et h eu s oo fr e n e w a b l er e s o u r c e ss y s t e m p r o m o t i n gt os w e e pp r o d u c t i o n c o m p l e t e l y , f o r m i n gl o w - i n p u t , l o wc o n s u m p t i o n , l o we m i s s i o n sa n dh i g he f f i c i e n c y s a v i n gm o d eo fg r o w t h r o a dt or e c y c l i n ge c o n o m y , w h i c hh a sb e c o m ea ni n e v i t a b l e c h o i c eo f c h i n a ss o c i a la n de c o n o m i cd e v e l o p m e n t 1 1 圮c i r c u l a t i o ne c o n o m yo o r ei st h er e s o n r c e sc i r c u l a t i o n , a n di n d u s t r i a lw a s t ea sa s p e c i a lr e s o t l r c e $ a n dh o wc h a n g et od i s c a r df o rt h et r e a s u r e , w a l kw a s t e sr e c y c l i n gr o a di s av e r yp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c eo f t h er e s e a r c ht o p i c 协l 酉i n gc i t yi s aw h o l ec o u n t r yt os w e e pt op r o d u c ea n dc i r c u l a t ee c o n o m y e x p e r i m e n t a lu n i tc i t y ，t h ee n v i r o n m e n t a li n d u s t r yi st h eo n l yb a s ei na n h u ip r o v i n c e i n r e c e n ty e a r s ，t o n g l i n gc i t yi nt h ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no f r e s o u r c e s ，s a v i n ge n e r g y , p o l l u t i o n , p r o t e c t i o no f t h ee c o l o g i c a la n de n v i r o n m e n t a la s p e c t so ft h ei n d u s t r y , a c t i v e l y e x p l o r e ，f r o mt h e ”t h r e ew a s t e s ”g o v e r n a n c e ，t h eu o f w a s t es t a r t n 掂r e c y c l i n ge c o n o m y t o g r a d u a l l yf o r ma l l i n i t i a li n d u s t r i a lc i l a i l l ，h a sm a d ec o n s i d e r a b l ee c o n o m i ca n d e n v i r o n m e n t a lb e n e f i t s t h i sp a p e re l a b o r a t e do nc h i n a si n d u s t r i a lw a s t er e s o n r c e sa n dt h es t a t u sq u o ，f o r e x a m p l ei nt o n g l i n g , b a s e do nt h ea n a l y s i so f t h ee c o n o m i cc y c l ef o c u so nt h em i c r ol e v e l ( c l e a n e rp r o d u c t i o n ) m e s o - l e v e l ( e c o i n d u s t r i a lp a r k ) a n dt h en 扯嵋l e v e l ( c o m m u n i t y ) i n t h et h r e em o d e so fi n d u s t r i a lw a s t ei n t or e s o u r c e s t h ea n a l y t i c a lt o n g l i n gc i t yd e v e l o p s t h ep o s s i b i l i t yo f t h ei n d u s t r i a l 、 嗡s t e sr e c y c l i n gi n d u s t r yi nt h es o c i a ll e v e l 。p u t t i n gf o r w a r d i n d u s t r yt ot u r no f d e v e l o p m e n tc o u n t e r p l a n k e y w o r d s ：c y c l i c a le c o n o m y ，i n d u s t r i a lw a s t e ，r c s o n r c er e g e n e r a t i o n ，d u s t r i a l i z a t i o n 插图清单 图l - l 物质资源分类图6 图2 1 循环经济的系统结构2 0 图2 2 减量化子系统2 l 图2 3 再使用子系统图2 2 图2 4 资源化子系统2 2 图2 - 5 循环经济系统及其功能流程2 2 图3 1 基于清洁生产的工业废弃物资源化模式3 4 图3 - 2 金隆公司生产系统中工业废弃物循环利用框图3 7 图4 1 卡伦堡工业共生体系企业间主要废料交换流程示意图4 3 图4 2 铜陵循环经济化工园总平面布置图4 7 图4 3 循环经济化工园区内的废弃物料循环4 8 图5 1 铜陵市主要产业循环圈图5 8 图5 2 围绕矿山采选的工业废弃物资源化产业循环链5 9 图5 3 围绕冶炼加工的工业废弃物资源化产业循环链6 0 表1 1 表1 2 表1 3 表1 ，4 表1 5 表1 6 表1 7 表1 8 表1 - 9 表1 1 0 表1 1 1 表1 1 2 表1 1 3 表l 。1 4 表1 1 5 表3 1 表3 2 表4 1 表格清单 常用的固体废弃物资源化方法1 0 2 0 0 0 2 0 0 4 年全国“工业三废”产生及排放情况1 2 全国部分工业固体废弃物产生情况1 2 2 0 0 0 2 0 0 4 年全国工业“三废”处理及资源综合利用情况1 2 2 0 0 0 2 0 0 4 年全国工业污染治理项目及投资情况1 3 铜陵市土地侵占和破坏情况1 5 2 0 0 0 年铜陵市工业废气排放情况1 5 2 0 0 1 2 0 0 5 年铜陵市工业废气排放情况1 5 2 0 0 0 年铜陵市部分产业污水排放情况1 5 2 0 0 1 2 0 0 5 年铜陵市工业废水排放情况1 6 2 0 0 2 年和2 0 0 3 年铜陵市工业固体废弃物排放情况1 6 2 0 0 0 年铜陵市工业固体废弃物排放与处理( 置) 状况1 6 1 9 9 6 2 0 0 0 年铜陵市工业固体废弃物综合利用情况1 7 铜陵市2 0 0 1 2 0 0 5 年铜陵市工业“三废”处理处置情况1 8 铜陵市2 0 0 2 2 0 0 5 年工业污染治理投资情况1 8 金隆公司工业用水重复利用率3 7 金隆公司固体工业废弃物综合利用一览表3 8 卡伦堡每年的实绩4 3 独创性声明 本人声明所星交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所 知。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 盒目l 王些太堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同 工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 一飙叩寸月节日|t 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盒目b 王些态堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权盒日b 王些盔堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：f钦欷肢 一 辨咿7 曾寸 一名：0 辱 群醐哆 月了百 电话。 邮编： 致谢 本论文是在我的导师刘志峰教授的悉心关怀和精心指导下完成的。从我高校教师 在职攻读硕士学位的c a p p 课程的教学，到我的毕业论文写作，导师一直不断地给予 我丰富的知识和谆谆的教导，值此论文完成之际，请允许我向我最尊敬的导师道一声 最诚挚的感谢! 刘老师在繁忙的工作之中，从未放松过对我的指导。导师不仅在学习研究上给予 我耐心的启发和指导，鼓励我以创造性思维思考问题，同时还在其他方面给予了我莫 大的帮助，为我营造了良好的学习环境和研究氛围。导师渊博的学识、严谨的治学态 度、敏锐的学术目光，以及勤奋的工作态度、平易近人的待人方式，都给我留下了深 刻的印象，并指导着我在今后的人生道路上不断前进，在此再次向导师致以我最深切 的敬意和最衷心的感谢! 同时还要感谢宋守许副教授等机电教研室的老师，他们在课题研究过程中给予了 我无私的指导和帮助l 在论文撰写期间，绿色设计与绿色制造工程研究所的刘红、陈言东、柯庆镝、周 文广、冯刚、陈鹏、侯贞贞等硕士，以及已经毕业的戚赞徽博士等都对本人的学习和 研究工作给予了无私的帮助和支持，在此表示衷心的感谢! 感谢铜陵市经贸委的李勇总工程师。 感谢铜陵学院机械工程系的领导周礼文书记、夏兆清副书记、段宗银副主任，以 及我的同事王晓芬、林云志、苏金兰、张少伍、张金标等老师给予我的帮助和支持! 还要深深感谢我的亲人，尤其要感谢我的妹妹和我的公婆，是他们无私的奉献和 支持，才使我顺利地完成了论文的写作，在此祝愿他们永远快乐、幸福! 最后，谨向百忙中抽出宝贵时间评审本论文的各位专家、学者致以诚挚的感谢! 作者：张静波 2 0 0 7 年5 月 1 1 论文的研究背景及意义 1 1 1 论文的研究背景 第一章绪论 我国自然资源数量和品种虽然居世界前列，但人均自然资源拥有量却很少。 目前我国正在加速进行社会经济建设，但同时生产经营却是粗放的，资源能源 利用效率较低、污染排放严重。所以，我国不仅要面对经济高速增长中在传统 生产领域引发的严重资源环境问题，更要面对由于人口增加与生活水平提高带 来的大量废弃物问题。特别是在当前，经济全球化，国际产业大转移，以重化 工为特征的传统制造业正在向着包括我国在内的发展中国家转移，我国已经成 为“世界加工厂”，由此带来工业废弃物的大量产生，使环境持续恶化，已经 严重制约了我国经济的发展。 在资源严重短缺，并成为制约经济发展的瓶颈的背景下，发展循环经济， 促进人口、资源、环境、经济与社会的协调和可持续发展，是人类社会对传统 经济发展模式进行深刻反思后提出并努力实施的一种全新发展模式，它以自然 资源的永续利用为基础，力图在人类社会未来发展进程中贯彻可持续原则、公 平性原则，共同性原则和系统性原则，寻求生态持续、经济持续和社会持续三 者的和谐统一，最终实现人类社会的可持续发展。 循环经济的蓬勃发展，使得人们越来越关注工业废弃物的资源化综合利用 问题，工业废弃物资源化产业得到了快速发展。但是，由于从事工业废弃物资 源化的企业除了要能产生经济效益外，还必须兼具有社会效益和环境效益，且 一般投资都比较大，再加上公众的环保意识不够强，全社会还未形成绿色消费 的热潮，这些都使得我国目前工业废弃物资源化产业的发展较为缓慢，产业化 的范围比较窄，废弃物资源化技术水平普遍很低。 1 1 2 论文的研究意义 随着生产技术的快速发展，现代工业生产中最大的商机来自于对传统工业 废弃物的有效利用，越来越多的废弃物被回收、循环和再利用，不但刨造了很 好的经济效益，还带来了良好的环境和生态效益。 第一，工业废弃物资源化可以缓解我国资源相对短缺的局面。自然资源不 是取之不尽、用之不竭的，现在这已经成为大家的共识。废弃物是放错位置的 资源，用之为宝，弃之为害，这也正逐渐为人所识。但是，中国目前废旧资源 的利用率只相当于世界先进水平的1 4 1 3 ，大量可再生资源尚未得到回收利 用，流失严重并造成污染。中国每年因再生瓷源未得到回收利用而造成的经济 损失达2 0 0 3 0 0 亿元【1 1 。因此，通过工业废弃物的资源化，不仅可以使资源短 缺的局面大大缓和，而且可以带来可观的经济收入，并可能形成国民经济新的 增长点。 第二，工业废弃物资源化是解决废弃物污染问题的迫切需要，是保护环境 的重要途径。据有关部门统计，我国是世界上各种工业废弃物排放量最大的国 家之一。目前我国工业废弃物的处理、处置工作还存在很多问题，导致了比较 严重的环境污染，主要表现为以下几方面： 工业废弃物重复利用及处理水平低，废弃物排放量日益增多。 工业废弃物处理基础设施落后、资金投入少。 工业废弃物处理过程中的二次污染严重。 工业废弃物处理处置成本不断上升。 解决工业废弃物污染问题需要从两个方面入手：一是积极扩展治理资金渠 道，鼓励多方投资，并节省运行成本；二是转变观念，建立废弃物循环利用的 观念，致力于工业废弃物资源化产业的发展。 第三，工业废弃物资源化是应对入世挑战，增强企业竞争力的重要措施。 中国加入w t o ，既是机遇，更是挑战。大力开展废弃物资源化，将成为企业降 低成本、提高国际竞争力的内在要求和必由之路。 第四，工业废弃物资源化是循环经济发展的必然要求。传统经济是一种不 合理的线性经济，即开发资源一制造产品一排放废物；而循环经济则是一种生 态型的闭环经济，物质形成合理的封闭循环，即资源一产品一废物一资源，它 对同一资源多次使用，极大地提高了资源的利用效率，变废为宝、循环使用， 并依靠这种新的生产方式来增加效益。实现工业废弃物的再生循环利用是实现 循环经济的重要支撑点；而发展规模化、专业化的工业废弃物资源化产业则是 实现废弃物最大可能再生利用的有效途径。 l 2 工业废弃物的分类及危害 废弃物主要来自制造过程，不能在企业内部被直接使用，而被弃置或排到 环境中( g r a e d e l 和a l l e n b y ，1 9 9 5 ) ，它们可能是某个工艺过程或某一个企业的废 弃物，但它们对于其它企业可能有价值 2 1 。例如：来自钢铁厂的失去效能的酸 洗液是钢铁工业公认的废弃物，但是，在其它领域它作为中性化剂和凝结剂却 有很大的潜力。磷肥生产过程中产生的工业废弃物磷石膏是化工生产的废弃物， 但它同时却是水泥和建材行业极好的原材料。因此，工业过程的副产品可能是 废弃物，也可能是还可以使用的资源，“废弃物”不一定是真正的“废弃”物。 事实上，废弃物是一个相对概念，不存在任何绝对的废弃物，往往一种过程中 产生的废弃物，可以成为另一个过程的原料。随着时间的推移和技术的进步， 人类所产生的废弃物将会愈来愈多地被转化为新的资源。 关于废弃物还有一个很好的定义；废弃物是放错位置的资源，或者可以简 称为“错位资源”，它具有无限的开发潜力。目前，不论是发达国家，还是发 展中国家，都认识到了废弃物的资源价值，可以对其进行加工、使用，故而都 2 在积极地追求废弃物的减量化、再使用和再循环。 工业废弃物常指工业生产、加工过程中产生的废料、废渣、粉尘、污水和 污泥等【3 】。工业废弃物主要包括三种形态：气体工业废弃物、液体工业废弃物、 固体工业废弃物，即我们通常所说的工业“三废”。 工业废弃物作为一种特殊的资源，有以下几个特点【4 】： 它是最廉价的原料： 它具有普遍性，其来源永不枯竭，与生产过程共存； 它具有明显的中介性，即：它是连接废弃物产生者和废弃物使用者这 两个不同的生产过程的媒介。 1 2 1 气体工业废弃物； 气体工业废弃物( g a si n d u s t r i a lw a s t e ) 是指工业生产和各种交通工具等所排 放出的对大气造成污染的各种有害气体物质，也称工业废气。 大气污染是指当大气中污染物的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和 人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象。大气污染物主要包括 天然污染物和人为污染物。引起公害的往往是人为污染物，它们的主要来源是 燃料燃烧和工矿企业等排放的工业废气。 气体工业废弃物依据其组成成分，主要可分为以下几类：颗粒物；硫 氧化物；碳的氧化物；氮氧化物；碳氢化合物；其它有害物质：如重 金属类、含氟气体、含氯气体等。 大量工业废气的排放严重地影响着空气质量，对人类健康的危害很大。2 0 0 5 年监测的5 2 2 个城市中，地级以上城市3 1 9 个，县级城市2 0 3 个。空气质量达 到一级标准的城市2 2 个( 占4 2 ) 、二级标准的城市2 9 3 个( 占5 6 1 ) ， 三级标准的城市1 5 2 个( 占2 9 1 ) ，劣于三级标准的城市5 5 个( 占1 0 6 ) 。 大气污染的主要污染物为可吸入颗粒物，2 0 0 5 年，在可比的城市中，4 0 5 的城 市颗粒物超过二级标准，比上年减少1 2 0 个百分点；超过三级标准的城市占 5 5 ，比上年减少9 4 个百分点【5 】；城市二氧化硫总体水平与上年基本持平， 在可比的城市中，二氧化硫年均浓度达到国家二级标准( 0 0 6 毫克立方米) 的 城市占7 7 4 ；超过国家三级标准( o 1 0 毫克立方米) 的城市占6 5 。 1 2 2 液体工业废弃物 液体工业废弃物( l i q u i di n d u s t r i f lw a s t e ) 是指各种工厂，特别是各种化学工 厂及医院排放出的未经达标处理的有害废液，也称工业废水。 我国的工业废水主要来自化工、制药、石化、造纸、食品、制革、纺织、 采矿、冶炼和石油钻探等行业。大量未经处理的工业废水流入江河，成为我国 水污染的一个重要因素。 水污染有两类：一类是自然污染，另一类是人为污染。当前对水体危害较 大的是人为污染。人为污染的主要来源就是工业生产中排放的工业废水。水污 染可根据污染杂质的不同主要可分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三 大类闻。 1 2 3 固体工业废弃物 固体工业废弃物( s o l i di n d u s t r i a lw a s t e ) 是指在工业生产和加工等过程中产 生的采矿废石，选矿尾矿、各种废渣、污泥和粉尘等，其中以废渣为主，主要 有冶金废渣( 高炉渣、有色金属渣、铁矿渣、钢渣等) 、燃料废渣( 煤渣、粉 煤灰等) 、化工废渣( 硫酸渣、炼油碱渣、磷渣、盐泥、橡胶碎屑等) 等，又 称工业固体废弃物或工业废渣、工业垃圾等。 我国的固体工业废弃物有9 5 来自以下行业：矿业、电力蒸汽热水生产和 供应业、黑色金属冶炼及压延加工业、化学工业、有色金属冶炼及压延加工业、 食品、饮料及烟草制造业、建筑材料及其它非金属矿物制造业、机械电子设备 制造业等。目前我国的固体工业废弃物大致组成如下：尾矿2 9 ，粉煤灰1 9 ， 煤矸石1 7 ，炉渣1 2 ，冶金废渣l l ，其它废弃物1 0 ，危险废弃物1 5 ， 放射性废渣o 3 i l 】。从我国固体工业废弃物的组成来看，尾矿、粉煤灰和煤矸 石是三大主要固体工业废弃物。 固体工业废弃物按其化学性质可分为：工业有机固体废弃物和工业无机固 体废弃物；按照其来源和物理性状大体可分为六大类，即：危险废弃物、冶炼 废渣、粉煤灰、炉渣、煤矸石、尾矿。随着中国化学工业的发展，有毒有害废 弃物也有所增长，且大都未经过严格的无害化和科学的安全处置，成为中国亟 待解决并具有严重潜在危害的环境问题。 固体工业废弃物具有种类繁多、数量庞大、有毒有害、不易降解、处理困 难等特点。危害主要有【_ 7 】：侵占土地、淤塞河床；污染水体和大气；污染土壤 与农作物、危害生物；影响城乡环境卫生；易引起其他危害，如大火、爆炸、 滑坡等，一些重金属废渣的危害还具有潜在性和未知性。 1 3 资源、资源化 1 3 1 资源及其分类 广义上讲，资源是指一切可以开发为人类社会生产和生活所需的各种物质 的、社会的、经济的要素，包括各种物质资源、人力资源、经济资源、信息资 源和科技文化资源等；狭义上讲，资源是指一切能够直接开发为人类社会所需 要的用其作为生产资料和生活资料来源的、各种天然的和经过人工加工改造的 自然物质要素，以及人们对自然资源使用过程中产生的剩余物和废弃物通过加 工重新使其恢复使用价值的物质资料( 再生资源) t s j 。资源的种类很多，可从不同 的角度进行分类，一般的分类方法有以下几种【9 】： l 按形态分：资源可分为硬资源和软资源。前者指客观存在的，在一定 的技术、经济和社会条件下能被人类用来维持生态平衡，从事生产和社会活动 并能形成产品和服务的有形物质，还包括可以直接利用的客观物质( 如空气) ， 自然资源是构成硬资源的主体：后者指包括科技资源、信息资源、社会资源、 时间资源等以智能为基础的或无形的，但对人类的精神和心理需求至关重要的 资源。 2按来源分：资源可分为自然资源、经济资源、文化资源、人力资源、 信息资源等。 3按与环境的关系分：资源可分为清洁资源和非清洁资源。 4按被人类利用时间的长短分：资源可分为无限资源和有限资源嘲【l o l 。 i ) 无限资源( 亦称“恒定资源、非耗竭资源”)无限资源是指用之不 竭的资源，如太阳能、空气、潮汐能、风能、海水等。这些资源应充分利用。 2 ) 有限资源有限资源可以分为不可再生资源和可再生资源两类： 不可再生资源( 亦称“可耗竭资源”) 是指储量有限、能被耗尽的资 源。尽管这类资源总量是不可知的，但数量是有限的，利用一点就消耗一点。 因此，对这种不可再生资源必须合理地综合利用，在使用过程中尽可能减少损 耗和浪费。此类资源一般是指矿产资源，如石油、天然气、煤等。 不可再生资源又可分为“可回收资源”和“不可回收资源”。前者是指使 用过程不可逆，使用后不能恢复原状的资源，如石油、煤、天然气等；后者是 指资源被人类加工成产品，当其原有的使用价值丧失后，可以回收，经加工后 作为其它功能使用，如金属材料。 可再生资源( 亦称为“再生资源”、“非耗竭性资源”) 根据国家中长期科技发展纲要，“再生资源是指在社会的生产、流通、 消费过程中产生的不再具有原使用价值而以各种形式储存，但可通过不同的加 工途径而使其重新获得使用价值的各种物料的总称”。可再生资源分为可更新 资源和废弃物资源两类： “可更新资源”是指能够不断生长繁衍的生物资源和自然循环中形成的可 循环资源，如水、耕地、动物、森林、草场等。只要入类对这种资源的开发利 用强度不超过其承载能力，理论上讲，这种资源是可以持续利用的，即用了一 次之后，可以再生重复利用。 “废弃物资源”是指在社会的生产、流通、消费过程中产生的不再具有原 使用价值而被弃置，但可以经过加工处理，使其重新获得利用价值的各种物料， 它包括以废旧物资为主的多种废弃物料。 可再生资源又可称为“二次资源”，他的主要来源渠道包括【l l 】： 生产过程中的各种废弃物和剩余物，如机械加工中的切屑、边角余料、 冶金过程中的炉渣、废水、废气等。 产品生命周期结束后的报废品，如运输工具、机械设备、各类电器等。 日常生活中的各种废弃物，如生活垃圾、废旧橡胶、塑料等。 结合以上分析，我们可以用图1 1 表示物质资源的分类状a t 8 】i 1 0 1 ： 无限资源 物质资源 有限资源 不可再生资源 il可再生资源 可更新资源ll 废弃物资源 太 阳 能 器f 善j 鋈i 棠jl 磊i 霉l 囊i 萎水i 嚣l 荔i 纛i 蓑ij 翼荔 废 旧 物 资 图1 - 1 物质资源分类图 1 3 2 资源化 所谓“资源化”，是指把已经完成使用价值的物质返回到工厂，经处理后 再融入新的产品之中，或者说是指采取各种工艺措施，从各种“废物”中回收 有用的物质和能源，即资源的综合利用唧。 广义的资源化包括物质回收、物质转换和能量转换三个部分。资源综合利 用主要包括：在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用； 对生产过程中产生的废渣、废水( 液) 、废气、余热、余压等进行回收和合理利 用；对社会生产和消费过程中产生的各种废旧物资进行回收和再生利用 1 2 1 。工 业废弃物的减量化、无害化和资源化是我国从上世纪8 0 年代中期就提出的控制 工业废物污染的三大技术政策。资源化以无害化为前提，无害化和减量化以资 源化为条件1 1 3 1 。 在国外，“资源化”的思想是从7 0 年代中期以来逐渐形成的。工业发达、 国土狭小的荷兰首先提出了“废物交换”的想法，即在产废者与潜在的使用者 之间进行物质交换，迄今己成为废弃物资源化的一种重要手段。稍后，日本提 出了“资源循环”的观点，认为重复利用是废物的归宿。到了9 0 年代，特别是 在1 9 9 2 年联合国里约高峰会议的推动下，以可持续发展为主题，世界各国第一 次将发展与环境作为一个整体对待，促进废物再循环的活动己遍及全球，它意 味着不断利用废物，直至最终消除废物，这是从促进和保持可持续发展战略引 申出来的，它显示了废物资源化的无限潜力。 废弃物资源化有两种方式，即原级资源化方式和次级资源化方式i 9 1 。原级 资源化是指将消费者遗弃的废弃物经资源化后制成与原来相同的新产品，例如 将废纸生产出再生纸、废塑料制成塑料制品、废玻璃生产玻璃、废铝罐制成铝 罐、废钢铁生产钢铁等，这是最理想的方式。次级资源化是指将废弃物作为原 料之一，生产出与原来不同类型的新产品，例如：把废玻璃、废金属、废木材 等作为添加物生产其它产品。一般来说，原级资源化利用再生资源比例高，原 级资源化在形成产品中可以减少2 0 9 0 的原生材料使用量；而次级资源化 减少的原生物质使用量通常只有2 5 左右，故其利用再生资源比例较低。与资 源化过程相适应，消费者和生产者应增强购买再生物品的意识，使循环经济的 整个过程闭合，从而促进整个循环经济的最终实现。 1 4 工业废弃物资源化的基础理论 将“放错位置的资源”( 废弃物) 进行“错位资源复位”，从而变废为宝， 实现废弃物资源化，这是当今世界对废弃物处理的趋势，其理论基础在于物质 循环理论、资源再生理论、系统理论1 1 4 1 。 1 4 1 物质循环理论 世界是物质的。从辩证唯物主义哲学观点看，世界按其本质来说是物质的。 一切自然现象、社会现象都是运动着的物质的各种不同形式。物质在时间上是 永恒的，空间上是无穷无尽的。例如高档的电子计算机与废铜烂铁都是物质。 前者是资源，是财富；后者是废弃物，是垃圾。现代物理学、化学等学科揭示 的物质结构证明，尽管不同物质之间的物理性质、化学性质千差万别，但是构 成物质的元素和原子有着相同或相似的成分。从物体、分子、原子、电子等物 质结构的不同层次上比较和分析“资源”和“垃圾”，就会发现两者之间既有 根本差异，又有相同之处，从而可以揭示两者在一定条件下互相转化的根本原 因。比如以钢铁为主要材料的机床、汽车、工具等，与其报废后的废钢铁相比， 后者虽已失去用于加工业和交通运输业的功能，但是作为废钢铁与钢铁仍有相 同的成分和性质。 物质是循环不灭的。物理学、化学等现代自然科学已经证明，物质不会消 失，也不会重新产生，它只会改变自己的形态。在没有人类活动影响之前，自 然界的物质按其自身规律运动、变化、循环。人类出现以后，为了自身的生存 和发展，必须要与自然界进行物质交换：人类向自然界索取所需要的物质，如 粮食、蔬菜、肉类等食品，清洁的空气和饮用水，煤、石油及天然气、电力等 能源，衣着、住宅和交通工具等；同时又向自然界排泄废弃物，如人类生产活 动和生活排出的垃圾，以及“工业三废”( 废气、废水、废渣) 。由此可见，人 类的参与能改变物质的循环路径。不论是有用物品的利用，还是垃圾的形成， 都是物质在自然界和人类社会中的循环。 能量是守恒的。一切物质在其运动、变化过程中都要吸收或释放能量。能 量是物质运动的表现形式之一，它以物理能、化学能、生物能等形式存在，在 物质运动过程中相互转化，并在转化过程中遵循您能拉守恒定律。如：人类在 消耗大量的物资和能源后排出的“工业三废”中就蕴藏着数量可观的被称作“余 热”的热量；此外还有可燃气和可燃物，均可回收利用。 1 4 2 资源再生理论 各种再生资源的物理形态、化学性质等特征不同，人们对它们未来用途的期 望也不同，故而资源再生的机理也不同。主要有以下几种类型：1 ) 资源经过利 用，原有功能受损，经过处理可以全部或部分恢复原有功能，再次利用。如作 为人畜饮用、溶剂等的水资源，在工业利用过程中被污染，经过净化处理，去 除有毒、有害元素之后，仍可以使用。2 ) 资源经过利用，原有功能只有量的减 少，剩余部分仍可利用。如煤、石油及天然气在使用过程中只利用了部分热能， 废气、余热仍可以回收利用。属于这一类的有高炉废气、高温废水、高温钢锭 及废渣等，可作为再生能源。3 ) 资源经过利用，原有多种功能并未完全丧失， 部分功能仍可利用。如由钢铁及有色金属制造的机器、汽车，金属工具等，经 过多年使用，作为劳动工具的功能己经丧失，但是作为原材料仍可以重复利用。 属于这一类的还有废旧塑料、废旧纸张等。4 ) 资源经过利用，由于技术经济等 原因，原有功能完全丧失且无法恢复，其潜在动能还可以利用。如腐烂变质的 粮食，己丧失作为食物的功能，甚至不能作饲料，但是可以直接作为燃料或肥 料，也可以制造工业酒精或作为燃料。属于这一类的再生资源还有多种有机物， 特别是那些难以分检的有机混合垃圾，只能利用其潜在功能1 1 4 1 。 1 4 3 系统理论 系统是由若干相互联系、相互作用的要素所构成的具有特定功能的有机整 体【1 4 l 。在人类出现之前，人类生活的地球上有一个自然生态系统，自然系统按 其固有规律运动、发展、变化；人类出现以后，地球上形成了社会经济系统， 它不断地从自然系统中索取空气、水、生物、矿产和能源等自然资源，并向自 然系统排出废气、废水及各种各样的固体废弃物，这两个系统不断地进行着物 质和能量的交换。因此，资源利用和废弃物排放是自然系统与社会经济系统运 行并进行物质交换的例证。 资源和废弃物同处“自然一一社会”系统之中，不管是资源还是废弃物，都 是以人类需求为着眼点，能被人类利用并带来效益的被称为资源，不能被人类 利用，并可能危害社会的被称为废弃物。如果换一个角度看，将资源和废弃物 进行若干层次的分解，就会发现资源中有许多不能利用的“废弃物”，而废弃 物中也有部分可以利用的资源。以铁，铜、铅、锌等矿产资源为例，我国铁矿 平均品位只有3 4 ，铜的平均品位只有0 6 8 ，铅、锌的原矿平均品位分别是 2 8 和6 o 。在这些有色金属矿产中，8 5 9 5 以上的成分是废石和尾砂。 1 5 国内外工业废弃物资源化的研究现状 1 5 i 国内外研究现状 1 9 7 2 年，在意大利的“罗马俱乐部”发表的题为增长的极限的研究报 告指出，自然资源，尤其是稀缺自然资源将制约，直至最终将使发展停止，而 达到增长的极限。这一观点在当时的世界上引起了极大的震动，经济界和企业 界开始考虑资源问题【1 5 1 。 1 9 8 3 年，联合国世界环境与发展委员会开始研究“没有极限”的可持续发 展问题，于1 9 8 7 年提交了我们共同的未来的研究报告。报告着重指出了按 生态系统的自然规律，循环使用自然资源，解决可持续发展的问题。 1 9 8 9 年9 月，美国科普月刊科学美国人( 法文版名称为为了科学 “p o u d as c i e n c e ”) 出版了一期专刊，主题是“地球的管理”，其中有一篇题 为可持续工业发展战略的文章，其两位作者罗伯特福罗什( r o b e r tf r o s c h ) 和尼古拉加劳布劳斯f n i c o l a sg a l l o p o u l o s ) 提出了这样的观点；工业可以运用 新的生产方式，对环境的影响将大为减少。这个命题引导他们推出了工业生态 学这一概念。苏伦埃尔克曼( s u r e n e r k m a n ) 1 9 9 9 年2 月在其著作工业生态 学中，对工业废弃物的末端治理从七个方面进行了批判：部门分割、增量发 展、成本越来越高、产生恶性经济效益、科技惰性、可能有损于发展中国家、 它不提供全面的看法【1 6 1 。他指出：我们需要把过程末端治污方式，以及其他许 多预防污染的方式，加以整合，融入一个更为广阔的前景之中【1 6 】。 2 0 世纪8 0 年代末，当时居世界大公司5 0 0 强第2 3 位的杜邦公司，开始循 环经济理念的实验。公司的研究人员把循环经济三原则发展成为与化工生产相 结合的“3 r 制造法”，即资源投入减量、资源循环利用和废弃物资源化，以少 排放以至零排放废弃物，改变了只管资源投入，而不管废弃物排出的生产理念。 通过放弃对环境有毒化学物质的投入和生产、减少生产中废弃物的排放的新工 艺和回收废弃物再利用的新技术，到1 9 9 4 年，该公司生产造成的废弃物减少了 2 5 ，空气污染物排放量减少了7 0 。同时他们通过废塑料回收，开发出了使 用寿命很长的乙烯等新材料。目前，发达国家的循环经济己经从2 0 世纪8 0 年 代