制衣废水处理工程的工艺设计及调试.doc

制衣废水处理工程的工艺设计及调试一、 绪论 天津某制衣公司是一家专营制衣的民营企业，产品有牛仔服、西装、各式工作服等，产品远销美国等地。该厂在生产过程中产生洗衣废水、冲洗地面水及生活污水，日产污水约400m3/d，这些污水如直接排放，将严重污染环境。另外，在天津，还有众多这样的制衣行业，均没有建设污水处理设施，因此当地环保局要求该公司建设污水处理站，并结合当地的实际的情况，提出了要采用先进成熟的处理工艺，最低的工程投资及运行费用，易于操作管理等多项要求。该污水处理工程于2003年下半年动工，2004年3月份竣工，2004年6月验收监测。水质监测结果表明：处理后出水达到GB8978-1996中二级标准。目前，该污水处理站正常运行，出水水质达标排放，已成为当地制衣行业或相关行业的示范工程，具有显著的环境效益及社会效益。 二、工艺设计 2.1、设计水量设计处理水量：400 m3/d 2.2、设计进水水质 CODcr：1000mg/L； BOD5：300 mg/L； SS：800 mg/L； 色度：800倍； P：4.5 mg/L 2.3、设计出水水质 符合污水综合排放标准GB8978-1996中的二级排放标准，主要指标如下： CODcr150mg/L； BOD530 mg/L； SS150 mg/L； 色度80倍； P1.0 mg/L； PH：69 2.4、处理工艺流程及说明 2.4.1、原水水质特点及分析 （1） 水质波动范围较大：根据该厂产品品种较多，而且随着季节的变化制作的服装类型也随之变化。因而导致水质有较大的波动。为此要求处理工艺有较强的适应性。 （2） 污水中色度及含磷量较高，工艺流程中应设计去除色度及磷的有效措施。 （3） 有机污染物浓度较高，COD达1000mg/l。生物处理是去除有机污染物的高效经济的处理方法，为此生物处理应成为处理工艺中的核心单元。 （4） 从原水水质数据可以看出，BOD/COD=0.3,污水的可生化性较差，为此需在生物处理单元之前增设水解酸化处理单元，以提高污水的可生化性。 2.4.2、处理工艺流程根据原水色度及含磷量较高，有机污染较严重，可生化性较差的特点，经过工艺选择，确定采用如下的处理工艺：2.4.3、工艺流程说明污水经汇集管道汇集后，经格栅去除飘浮物、悬浮物等杂质后自流入调节池。调节池设一级潜污提升泵两台，将污水提升入混凝沉淀池，废水在该池内经过与药剂混合反应，然后沉淀，上清液出水进入水解酸化池，通过厌氧和兼氧微生物的作用，将大分子的污染物转化或降解成小分子的物质，难生物降解的有机物转化为易生物降解的有机物，以提高废水的可生化性能。水解酸化池的出水自流入生物接触池, 通过好氧微生物的作用，将废水中的污染物分解、转化为H2O、CO2 、NH3 等物质，大幅度去除废水中COD、BOD。接触氧化池出水进入沉淀池进行泥水分离，二沉池出水各项污染指标达到规定的排放标准。 2.4.4、重点技术应用介绍 生物接触氧化是一种好氧生物膜法工艺，池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。该工艺兼有活性污泥法与生物膜法二者的特点，其优点有： （1）处理能力大（与活性污泥法比较），因而可以节省用地； （2）对冲击负荷有较强的适应性； （3）污泥成量少，不产生污泥膨胀的危害，能够保证出水水质； （4）勿需污泥回流，易于维护管理，不产生滤池灰蝇。 该工艺成熟稳定，占地面积省，设备国产化，在运行管理上更具优势，在废水处理工程中得到了广泛的应用。 值得提出的是，当接触氧化池体积较大时，很难实现完全混合的水力流态，因此需要在池型结构上进行考虑，为此提出二级接触氧化池的概念。由于填料比表面积大，接触氧化池内生物固体量多，水流实现完全混合，因此可提高生物接触氧化池对水质水量的骤变的适应能力。 通过对池型结构的改变，完全可以克服诸如短流，水和填料接触不佳等缺点，从而达到了相应的处理效果。 总结起来，这种布置有以下几个方面的优势： （1）避免了单级单段式的短流现象，保证了水和填料的充分混合。 （2）每级渐次有一个COD浓度梯度，最大限度地保证了有机物向微生物细胞的传递，从动力学角度保证了去除效果。 （3）每级生物均不相同，从而最大程度保证了各自不同的生存环境在一个最佳的位置上。 2.5、沿程去除率预测 指标构筑物CODcr （ mg/l ）BOD5(mg/l)色度 （ mg/l ）进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率调节池100010000%3003000%8008000%絮凝沉淀池100060040%30015020%80032060%两级好氧池60090851501888%3208075%二沉池90900%18180%806025%出水标准15030802.6、主要处理设施 2.6.1、主要构筑物及参数 序号名称型号规格单位数量备注1调节池1084m座1有效容积240m32絮凝沉淀池4.54.55.5m座1内设旋流反应筒3水解酸化池7.535m座1池内设少量弹性立体填料4一级接触氧化池7.54.55m座1填料负荷为1.5kgBOD5/m3填料.d5一沉池53.65m座1表面负荷1.11m3/m2.h6二级接触氧化池7.54.55m座1容积负荷为1.5kgBOD5/m3填料.d7二沉池53.65m座1表面负荷1.11m3/m2.h8污泥浓缩池2.52.52.8m座12.6.2、主要设备材料及规格 序号名称型号单位数量1机械格栅栅隙距5mm，有效栅宽300mm,N=0.18kW台12一级提升泵Q=20m3/h，Q=15m,N=1.5kW台23旋流反应中心筒1000mm个14水解酸化池布水器DN50套15罗茨鼓风机Q=2.33m3/min,H=6m,N=5.5kW台26立体弹性填料间距200mm方2267中微孔曝气器178mm套1688加药装置580mm930mm套22.7、工艺设计特点2.7.1 、工艺成熟可靠，出水水质达标有保证(1) 对总体水质特点及主要污染物特性进行分析，有针对性地提出相应的处理方法，工艺路线合理，工艺流程顺畅。 (2) 设计参数的选取参考类似工程的实际经验，能经受得住实践的考验。 (3) 重视预处理并对核心单元进行精心设计，处理效果好。重视预处理，如污水在进入生物处理系统之前考虑到尽可能将SS、色度及COD较大幅度地去除；核心单元的设计精益求精，如接触氧化池考虑到曝气头及填料分布的均匀性，接触氧化池采用两级考虑到避免水力短流及生物相丰富多样等。2.7.2 操作简单方便，易于维护 污水处理系统设计自动化程度高，机泵设备的运行实现自动启停，故障时设备报警及备泵自投，操作简单方便，大大地降低人操作工人的劳动程度; 另外，选用的产品均是成熟可靠的产品，性能稳定，且易于维护。2.7.3 投资省构筑物设计合理，采用半地下的经济结构，且多设计成共壁的型式，建筑物采用一层的砖混结构，易于施工且节省了投资; 核心设备采用进口产品或中外合资产品，辅助设备采用国内成熟产品，既可保证系统长期稳定运行，又可将投资控制在合理的范围之内。 据核算，设备部分投资为25万元，土建部分15万元，工程总投资仅40万元。2.7.4 运行费用低如减少污水提升的次数，尽量采取重力自流的方式，以减少机泵功率;投加药剂选用可靠高效的品牌，降低药剂消耗等。通过以上多种方式，可较大程度地降低污水处理系统的运行费用。运行费用计算如下： （1） 电费序号设备名称装机功率 (kW)计算功率 (kW)每日运 行时间(hr)用电量 （kW/d）1机械格栅0.180.1840.722一级提升泵 数量：2（1用1备）1.5x21.524363加药装置(2套)0.3020.602414.44鼓风机 数量：2台（1用1备）5.525.5241325合计18.8310.68183.12电价：0.60元/kW 每天实际用电量：183.12kW/d 电费为：110元/d （2）药剂费用 PAM：20,000元/T 优尼克：2000元/TPAM用量：加量2mg/L, 0.8kg/d，折算费用为16元/d 优尼克用量：加量20mg/L,8kg/d, 折算费用为16元/d 则加药总费用：32元/d （3）人员工资 污水处理站设兼职人员1名，每月工资500元，人员工资为：17元/d。 （4）直接运行费用 直接运行费用为：110+32+17=159元/d，折算吨水直接运行费用：0.39元/T。 三、工艺调试 调试的过程亦是摸索运行参数及规律的过程，根据实际的情况进行调整，为以后的正常运行提供正确的操作方法、运行参数、维护及预防措施。3.1、调试前的准备 3.1.1、调试前期主要工作 （1）清水试车已经完成。 （2）各构筑物及设备已开始正常使用，有一定量的污水产生，能够维持污水处理工序的基本运行。 （3）有良好的接种污泥的来源。 3.1.2、接种污泥的来源 污泥接种可以大大缩短污泥培养驯化的时间。 以下污泥可作为接种污泥且按此顺序确定优先级： 同类污水厂的剩余污泥或脱水污泥 城市污水厂的剩余污泥或脱水污泥 其它不同类污水站的剩余污泥或脱水污泥 河流或湖泊底部污泥 粪便污泥上清液 本次调试采用接种污泥取自市政污水厂脱水后的污泥。 3.1.3、接种污泥的数量 接种量视污泥种类的不同而不同，一般接种量为35g/L干污泥。本次调试向一级接触氧化池和二级接触氧化池分别投入约3t含水率80的泥饼，投加方式为多点投加。 3.2、接触氧化池单元的调试 3.2.1 污泥的培养污泥的培养有连续培养法和间歇培养法。针对本工程的特点，污泥培养可采用连续培养的方法。 （1） 向调节池内注入生活污水，并投入一定的营养源。 （2） 当调节池内液位达到中液位以上时，开启污水提升泵，将污水打入水絮凝沉淀池，絮凝沉淀池水满之后流入水解酸化池，水解酸化池水满之后流入接触氧化池。 （3） 当一、二级接触氧化池内液位均达到设计液位时，开启鼓风机，同时停止调节池内的提升泵，闷曝12天。 （4） 之后启动一级沉淀池中的污泥回流泵，将污泥回流至水解酸化池，同时开启二级沉淀池中的污泥回流泵，将污泥回流至一级接触氧化池，继续闷曝23天，投入适量的养料。闷曝一个星期之后，开启调节池提升泵，将生活污水提升至后续处理单元，水量逐渐增大，通过调节提升泵出水阀门及回流阀进行水量控制。 （5） 依上述流程连续运行，观察填料上污泥的生长状况。 （6） 当填料上的生物膜达到12mm厚时，且沉淀池的出水较清澈，氧化池进出水去除率60时，可认为生物膜的培养基本结束。此时可关闭沉淀池中的污泥回流泵，不再将污泥回流至接触氧化池。当水质恶化时，可适时开启污泥回流泵，以增强处理效果。 3.2.2 污泥驯化 当污泥培养成功之后，即可进行污泥驯化阶段。本工程调试采用方法属异步驯化。 （1） 调节池内进入厂区排放废水。 （2） 开启污水提升泵将污水提升至水解酸化池，水解酸化池污水自流入一级接触氧化池，控制提升泵出水水量约为设计水量的1/4，即提升水量为每天100t。 （3） 持续运行一段时间之后，观察出水水质情况，当沉淀池的出水较清澈，加大提升泵出水水量，每次增加1020（以设计流量为基准），重复以上步骤，直至达到满负荷，当处理水量达到满负荷，水质亦能达标时，驯化阶段结束。进入试运行及稳定运行阶段。 3.2.3 注意事项（1） 接种污泥在投加入反应器前，应以小于0.5mm的沙网滤过，以去除其中尺寸较大的颗粒，防止生物膜通道堵塞。同时应边曝气边投加。 （2） 加接种污泥时应注意在反应池中先充入一定量的污水，其体积要保证剩余空间可以容纳接种污泥。 （3） 泥驯化时负荷应由小至大，待运行稳定后逐步增大污水水量，提高污泥有机负荷直至满负荷运转。 （4） 曝气池水面的漂浮物要定期捞除。 定期观察设备运行和处理出水，发现异常情况应即时处理。 3.3 混凝剂投加单元的调试 （1）药品选择：絮凝剂可采用优尼克，优尼克是一种以天矿物原料与聚合氯化铝和有机高分子絮凝剂制成的净水剂，是一种复合型的新产品，外观为灰色粉末。本工程采用优尼克要求产品中氧化铝的含量不小于28%。 （2） 液浓度：在药桶内将优尼克调配成浓度为5%10%溶液。 （3） 配药周期：药箱有效容积200L,约46天配一桶药液，具体以实际调试结果为准。 （4） 配药过程：先打开进水阀，加水至水箱高度的1/2处停，按下面板上的搅拌电机按钮，开动搅拌机，边搅拌边将称好的的药剂缓慢投入，继续搅拌10min左右关闭搅拌机，再加水至桶的指定液位，再搅拌10min,溶药完毕。将手动开关扳至自动状态。 （5） 注意事项：配药时要戴防护手套，口罩，不要穿高跟鞋，倒药剂时要缓慢谨慎，以保证不溅出伤人。 3.4 系统监测 3.4.1通过镜检，观察原生动物数量、种类和活跃情况判断微生物挂膜及处理效果。 3.4.2 检测污水中溶解氧的含量，一般不低于2mg/L。 3.4.3 观察污水的顔色变化。 3.4.4 常用水质及测定方法，见下表： 监测项目测定方法主要分析仪表、仪器COD重铬酸钾法COD测定仪SS重量法分光光度计色度铂钴标准比色法分光光度计PH在线检测及比色法在线PH计及试纸从5月份开始调试，对污水进出水水质进行多次监测，数据如下： 3.4.5 水质监测数据 (1) 第一次水质监测数据序号监测项目进水水质出水水质排放标准1CODcr168411502SS70301503色度54070804PH7.48.169 (2) 第二次水质监测数据 序号监测项目进水水质出水水质排放标准1CODcr575771502SS245481503色度1450215804PH7.07.569 注：上表中色度超标是因为原水色度严重超标，是原水设计值800的1.81倍。 (3) 第三次水质监测数据 序号监测项目进水水质出水水质排放标准1CODcr620331502BOD517513303SS1430581504色度1356805PH6.07.9696总P4.50.9013.4.6水质监测结论 水质监测数据表明，主要出水水质指标满足设计要求，出水水质达到或优于污水综合排放标准GB8978-1996。 3.5 污水处理系统调试过程中可能出现的异常情况及排除方案 序号可能出现的异常情况引起异常现象可能的原因解决方案1水泵抽不上水或出水量极少1、 水泵电机接线有误2、水泵被异物缠绕3、水泵电机损坏1、 更换电机三相接线2、 清除水泵泵腔内的异物3、 更换水泵2出水色度不达标1、 原水色度超标2、 加药量不足3、 药剂效果不理想1、 控制原水色度在设计值范围之内2、 适当加大药剂投加量3、 选择效果更好的药剂3出水COD不达标1、 微生物营养不够2、 曝气量不足3、PH值及水温不正常1、 向池中按比例投加N、P等营养物质。2、 增加曝气量。3、调整PH及水温。4池中有成团气泡上升曝气管道堵塞应立即清洗或更换。5液面翻腾不均匀曝气有死角检查池底四角有无积泥，应即时清淤。6出现大量白色泡沫 1、水中含有大量洗涤剂等发泡物质。 2、进水水质有变化。 1、 应在调节池内投加消泡剂，以去除表面活性剂的影响。或定期用水枪对池内泡沫进行喷洒。 2、 测量进水水质情况，对进水浓度进行调整。 7泡沫呈茶色、灰色 泥龄太长或污泥被打碎而被吸附在气泡上所致。增加排泥量。 8气泡较粘，不易破碎 负荷较高，有机物分解不完全。减小进水浓度。 四、 结论与建议 4.1 制衣废水具有水量水质波动范围较大，有机污染较严重，色度及含磷较高，可生化性较差等特点，工艺选择上宜采用物化与生化相结合的工艺。 4.2 工艺设计时PH调节至7-7.5，混凝剂投加量为20mg/L,水解酸化池水力停留时间为6小时，填料负荷为1.5BOD5/m3填料.d时，该工艺对COD、BOD5、色度有较好的去除效果。 4.3 核心处理单元接触氧化池设计成两级，可有效避免水力短流，同时具有丰富的生物相及渐次COD浓度梯度，保证了处理效果。 4.4 工艺调试时混凝剂的筛选及投加量的控制十分重要，最好通过现场试验确定。 4.5生物接触氧化池单元调试时采用接种污泥进行培养及驯化，可大大缩短污泥培养及驯化的时间，调试过程中应预测可能出现的问题并准备解决问题的方案。 4.6 本工程所采用的处理工艺设计参数及调试过程中积累的经验，对制衣行业及相关行业的废处理工程的设计与调试具有一定的参考价值或借鉴意义。 上面的讨论是在在框架（两个区域、两种产业、一种要素）下的讨论，但现实中不可能只有一种要素，因此需要把上述框架扩展到两个或多个要素，但本部分主要讨论两种要素的情况，即框架（两国、两产业、两要素）下的情况。现在我们把上面的框架中作为要素的产业1的劳动力份额（）和产业2的劳动份额（）不作为要素，而把它们看作由潜在基本要素（2个或以上）生产的投入要素，即诸如劳动、资本这些初等要素生产出来的，这样投入劳动力要素时，就相当于在投入生产劳动的多个要素，这就满足了多要素的假设，同时又能和简洁的框架紧密联系。假设为要素的单位生产成本，为要素的单位生产成本，由于假定要素市场是完全竞争的，所以两种要素的价格也分别是和。假设产业1集中在区域1，产业2集中在区域2。区域1的厂商支付给要素、的工资水平分别为、。要素市场决定的要素和的价格比率为，则维持产业1聚集在区域1的条件就成为，若这一不等式成立，则区域1的厂商放弃产业1转向产业2是无利可图的。原因是，所表示的工资比率是区域1的厂商在产业1和产业2之间选择时的参考比率，即厂商为实现利润最大化，多投入1单位要素时应减少多少单位的要素的投入的问题，因此反映的是厂商的转换意愿。所表示的是市场决定的要素转换比率，即要素市场价格决定增加一单位的投入会减少多少单位的的投入。因此，当时，由产业1转向产业2无利可图，所以厂商不愿转产；相反，如果，则说明转产对厂商有利，这样就发生产业转移，直到为止。1、某一产业全部聚集在某一区域的情况从上面的产业1聚集于区域1的维持条件中看出，在多产业多要素情况下，某产业聚集于某一区域的情形更难形成、更难维持。这种聚集状况的维持与市场开放度、的大小密切相关，市场开放度越小，则聚集维持的时间越长，反过来，比值越大，则产业聚集维持的时间越长。但市场开放度取中间值时最容易发生产业的聚集现象，原因是当市场开放度很低时，厂商按接近最终消费者的原则进行布局，以节约最终运输成本，此时从最终产品销售中节省的成本大于从购入中间投入品中节省的成本；当市场开放度很高时，若某个产业集中在某一个区域，则此时密集使用的要素的价格高于非聚集地产业的相应要素价格，这一要素价格的差异促使厂商转向其它产业。但特别要指出的是，这种要素的价格差异在市场开放度很高时，即贸易完全自由化时不可能维持，此时就实现了要素价格均等化，此时聚集现象也不存在。由上面的讨论可以看出，在多要素的情况下，某个产业聚集于某一区域的专业化生产格局比单要素情况下更难以维持。多种要素的需求在一定程度上成了促使产业分散的分散力，可以抵消因前后向联系而形成的聚集力。这些现象的原因很简单，某一个区域很难具备制造业厂商需要的所有生产要素，因此，除非前后向联系足够大，否则某一产业聚集于某一区域的情形很难维持。2、产业均匀分布的情况对称均衡而言，多要素情况下，的增加使得产业1所支付的工资的增量大于的成本增量时产业的对称分布变得不稳定，此时劳动力不会选择在产业1继续就业，而会专向产业2，厂商也因在产业1无利可图而转向产业2，前向联系和后向联系的作用会使这个转移过程持续下去，从而对称均衡被打破。一般来讲，在多要素情况下，某种产业的完全聚集现象难以维持，大多数情况是产业的分散分布。但随着贸易成本的持续下降，聚集力最终大于分散力，聚集总会发生。五、区域间产业分布总格局的形成前面讨论的产业聚集与分散都遵循两个产业的假设，而现实情况远非如此，多个产业的情形才是常态，本部分将介绍多产业情形下的产业聚集与分散问题。本部分的研究框架与上面的框架唯一的不同之处在于，产业是多个(用表示)而不是两个，其余假定都相同。多产业聚集框架还有一些附加假定：所有产业数量为；所有产业都是对称的；来自于其它产业的中间投入品占总成本的份额为，来自于同一产业的投入品占总成本的份额为，劳动力成本占总成本的份额为，假设（这意味着不存在产业间联系），。多产业情况下的聚集指的是每个产业完全集中在一个区域，聚集的维持分析要假定H个产业在两个区域之间的分布情况，然后再讨论这种分布是否可以维持的问题。可以假设，所有产业分别属于两个集合I和II；集合I中的产业区位在区域1，此时的产业数量用来表示；集合II中的产业区位在区域2，此时的产业数量用来表示，则；各个区域的劳动力数量是相等的。因此，如果区域1的产业数量多，则区域1的每个产业中的就业量要小于区域2的就业量。同时，通过较为深入的分析，我们可以得出两个区域所聚集的两种产业的工资之比应等于各区域拥有的产业数量之比的结论，这说明一区域较高的工资水平与较多的产业数量相对应，较低的工资水平与较少的产业数量相对应。 根据上述假定和推论，产业集聚的维持条件，与前面的情况类似，就区域1而言，聚集状态（产业I全部在区域1，产业II全部在区域2）得以维持的条件是区域1的产业II的工资率小于产业I的工资率，此时，区域1的产业集合I中的工人不会转移到本区域产业II就业。由于产业I聚集于区域1，为追求产业前向后向联系，厂商愿意对产业I的劳动力支付高于产业集合II中某个产业的工资，再加上区域1的劳动力的自由选择，即选择进入支付更高工资的产业集合，最终的结果是产业集合I的产业专业化生产于区域1，而产业集合II中的产业无法在区域1生存下去。根据前面的产业I聚集在区域1、产业II聚集在区域2的假设，我们把第一种聚集可以维持的条件称为第一维持条件，把后一种聚集可以维持的条件称为第二维持条件。但第一种聚集状态还要涉及到区域2，根据假设，区域2只存在产业集合II中的产业，不存在产业集合I，那么这种聚集在区域2可以维持的条件无非是区域2的产业集合I的工资率低于产业集合II的工资率，这就是第二种聚集可以维持的条件。只有两个维持条件结合起来才能真正理解多产业情形下聚集的维持情况。第一维持条件的模拟结果表明，在区域1，产业集合II中的某些产业所能承受的工资成本都低于产业集合I在区域1所能承受的工资成本，因此产业集合II中的任意一个产业无法在区域1生存，这种情况下产业集合聚集在区域1的聚集模式可以维持，此时区域1拥有个产业，区域2拥有个产业。但此时如果产业集合的工资水平低于产业集合II中的任意一个产业的工资水平，则前面的区域1拥有个产业，区域2拥有个产业的聚集模式不能维持。第二维持条件的模拟结果表明，在区域2的产业集合I的工资率低于产业集合II的工资率的情况下，区域2不能支撑产业I的生存，区域1的产业I中的厂商转移到区域2也无利可图，因此，区域2拥有个产业、区域1拥有个产业的聚集模式是稳定的。反过来，在区域2的产业I的工资率高于产业II的工资率，则区域2的厂商对产业I支付的工资已经足以吸引区域2的产业II中的工人，此时有可能区域1的产业I的部分厂商转移到区域2，总之，区域1拥有个产业、区域2拥有个产业的聚集模式很不稳定。根据上面的讨论，我们可以总结出下面的一些结论：（1）在多产业框架下的产业聚集与分散，其实质是产业在区域间的重新布局，而这种重新布局所反映的是区际实际工资水平的差异，产业份额较大的区域可以支付较高水平的工资，产业份额较小的区域支付较低水平的工资。这与现实是完全符合的。（2）能否维持现有区际产业分布格局（能否维持现有区际工资差距），与市场开放度和产业内关联度有关。市场开放度较低时，产业均衡分布可持续的范围大，现有产业分布格局容易维持；产业内关联度大，则产业均衡分布可持续的范围较大，现有产业分布格局容易维持，现有区际间工资差异维持较长时间。第三节 产业结构演进在第一、第二节，我们重点讨论了产业的聚集与分散，而产业的聚集与分散的实质是产业在区际间的重新配置。产业的重新配置不外乎是通过原有一些产业的移出或淘汰，新的产业的出现或区外产业的移入等，其结果表现为区域产业结构的调整或演进。从发展角度来考虑也是如此，区域经济发展一方面表现为区域经济总量的增长，另一方面表现为区域产业结构的演进。因此，本节将重点讨论区域产业结构的演进过程。区域产业结构，是指区域经济中各类产业的构成和各产业之间量的比例和质的联系的总和。研究区域产业结构演进就是为了优化各产业间的资源配置，合理转换和提升区域产业结构，尽可能加速区域经济的增长，达到区域经济利益最大化目的。一、 产业结构的划分划分产业结构是为了更好地研究产业结构。划分产业类型是产业结构研究的基础。区域产业结构研究首先需要将区域产业按一定的标准进行分类，在此基础上再研究不同类型的产业之间的相互联系和比例关系。由于产业结构研究的角度和目的的多样性，产业分类法也有许多种。1、霍夫曼划分法德国著名经济学家霍夫曼是较为系统地研究产业结构演变的结构主义经济学家之一，他研究产业结构的目的是为了指明各国的工业化进程中存在某种普遍规律，即“一般模式”或“统一模式”。霍夫曼为了构建这种一般模式，提出了如下重要假设 参见霍夫曼：工业经济增长，曼彻斯特大学1958年版，第2-6页。假设1：工业分为两个部门（或产业） 这里的工业实际上是指制造业。霍夫曼考察的对象仅限于一些实行自由经济并走上工业化道路的国家。，即消费品生产部门和资本品生产部门。然而，大多数制造业部门的产品既有消费品又有资本品，这使两部门分类法在实际操作带来了一定的困难。为解决此问题，于是，霍夫曼提出了假设2。假设2：如果某个行业的75%以上的产品是消费品，这个行业就归属于消费品生产部门；如果某个行业75%以上的产品是资本品，这个行业就归属于资本品生产部门。假设3：消费品生产部门包括4个主要行业：食品业、纺织业、皮革业和家具业；资本品部门也包括4个主要的行业，金属材料业、运输设备制造业、一般机械制造业和化工产品制造业。当时这8个行业的净产值占了总净产值的2/3。限于当时有关资料的缺乏，霍夫曼所说的净产值实质上是指净生产值（附加价值）加折旧。在前述三个重要假设的前提条件下，根据历史的观察和霍夫曼系数 霍夫曼系数：，是消费品产业的净产值，是资本品产业的生产净值。的比较，得出了霍夫曼定理：随着工业化的发展，消费品产业与资本品产业的净产值之比逐步下降。2、克拉克三次产业分类法英国著名经济学家和统计学家克拉克基于澳大利亚经济学家费夏的研究成果，把整个产业划分为三类。在其著名的经济学著作经济进步的条件（1940）中，克拉克运用三次产业分类法，总结了伴随着经济发展的产业结构变化规律，开拓了应用经济学的新的研究领域。三次产业分类法把全部经济活动涉及的产业划分为第一次产业、第二次产业和第三次产业。通常，第一次产业的子产业有种植业、畜牧业、林业和狩猎业等等；第二次产业的子产业有制造业和建筑业等 采矿业和煤气、电力、供水也在第二产业之中，但有一定的争议。；第三产业的子产业有商业、金融及保险业、运输业、服务业、公务以及其它公益事业 其它公益事业化在第三产业有一定的争议。和其它各项事业。概括地说，第一次产业特征就是广义的农业，第二次产业是广义的工业，第三次产业是广义的服务业。从理论经济学上来看，三次产业分类法并不很严谨，但从应用经济学角度来看，它对研究伴随经济发展的资源配置结构的变化趋势十分有用。3、库茨涅茨的划分方法库茨涅茨在分析产业结构演变的动因时，基于配第和克拉克的研究，把产业结构划分为：农业部门，工业部门和服务部门三部分，这是与克拉克划分相对应的。农业部门，就是第一次产业，它是劳动力比重和实现国民收入比重不断下降的产业部门。工业部门，就是第二次产业，它是劳动力比重和实现国民收入比重大体不变或略有上升的产业部门。服务部门，就是第三次产业，它是劳动力和实际国民收入的比重都在上升的产业部门。4、其它分类方法其它的产业分类方法很多，有马克思的两大部类分类法、联合国的标准分类法、生产要素密集程度分类法、农轻重分类法和功能分类法、赫希曼分类法以及日本产业厅的产业分类法等等。两大部类分类法：生产资料部类和生活资料部类，这是把社会总产品按照实物形态最终使用方向划分的。同时相应地把生产这些产品的部门也分为生产生产资料部类和生产生活资料部类。此分类法曾是研究我国区域产业结构的基本理论基础。联合国的标准分类法，把全部经济活动划分为十个大项，其中每个大项下面又细分为若干小项。十个大项是，（1）种植业、狩猎业、林业和渔业；（2）矿业和采石业；（3）制造业；（4）电力、煤气、供水业；（5）建筑业；（6）批发与零售业、餐馆与旅店业；（7）运输业、仓储业和邮电业；（8）金融业、房地产业、保险业及商业性服务业；（9）社会团体、社会及个人的服务；（10）不能分类的其他活动。此分类是按照联合国颁布的全部经济活动的国际标准产业分类索引中的标准划分的。生产要素密集程度分类法，这是根据不同产业在生产过程中对生产要素的依赖程度的差异将产业划分为：资源密集型产业、劳动密集型产业、资本密集型产业和技术密集型产业等。此分类法可以说明区域产业结构的素质，解释区域产业结构的发展趋势。农轻重分类法，此分类法把社会生产划分为农业、轻工业和重工业三大部门。这里划分轻重工业的依据通常是产品单位体积的相对重量，大的就是重工业部门，轻的就是轻工业部门。此分类法在研究工业化的程度、过程、阶段及其特征时效果比较好。功能分类法，依据各个产业在区域产业系统中的地位、作用和功能，可将区域全部产业划分为：主导产业、关联产业和基础产业。主导产业，是区域产业体系中处于主要支配地位的产业，它具有明显的相对优势，产出和产品调出规模都很大，它又是区域经济系统中的主体和核心；关联产业，是直接配合和围绕主导产业发展起来的产业，它在投入产出或工艺技术上与主导产业的联系最紧密；基础产业，是前两者以外的产业，是主导产业和关联产业的基础。总之，依据不同的标准，产业结构划分方法多种多样，前述的只是典型的几种划分法，现实中我们可以根据不同的研究对象选择不同的分类法。二、区域产业结构演变规律在经济学理论的发展过程中，人们很早就注意到了产业结构变革的历史顺序及其与人均收入之间存在的规律性联系。最早阐述这种联系的是英国经济学家威廉配第，后来，亚当斯密、科林克拉克、西蒙库茨涅茨、WG霍夫曼、瓦西里列昂惕夫、霍利斯钱纳里等大批经济学家都对产业结构演变规律进行过研究，做了许多精辟的实证性分析，得出了许多富有指导意义的结论。下面通过介绍他们的研究成果，来认识区域产业结构的演变规律及其原因。通过对产业结构演变规律的认识，可以能动地促进区域产业结构及时和顺利的转换，从而推动区域经济以尽可能快的速度发展。1、配第定律对产业结构演变及其动因做出最早观察的当推英国经济学家威廉配第。早在17世纪，他在其著名的政治算术一书中描述了不同产业之间的收入差异，并将这种差异与劳动力就业结构联系起来了。他指出，“工业的收益比农业多得多，而商业的收益又比工业多得多” 威廉配第：政治算术，商务印书馆，1978年版，第19页。这种产业收益的差异导致了不同产业的劳动者的收入出现了差异。产业收益的差异也使具有不同产业结构的欧洲国家在经济实力上出现差异，配第注意到人口大部分从事工业、商业和外贸的荷兰，其人均国民收入要比欧洲大陆其它国家高得多，即劳动力就业以非农业产业为主体的结构与较高的人均收入相联系。配第认为，这种产业间的收益差异会推动劳动力由低收入产业向能获得高收入的产业流动，因此“荷兰人当农民和步兵的很少” 威廉配第：政治算术，商务印书馆，1978年版，第23页。，“荷兰人将这些工作推给丹麦人和波兰人去做，而从丹麦人和波兰人那里取得自己所需要的幼畜和谷物” 威廉配第：政治算术，商务印书馆，1978年版，第31页。配第还注意到，随着经济的发展农业份额必然下降的历史趋势，他指出“应该注意的是，随着各种产业和新奇技艺的增加，农业趋向衰落” 威廉配第：政治算术，商务印书馆，1978年版，第33页。上面的叙述体现了配第的一个基本思想：产业不同，其收入也不同，这种产业间的相对“收入差”推动劳动力由低收入产业向高收入产业转移，劳动力就业层次的提高，使人均国民收入增加，进而使农业份额下降。这种关于产业的相对“收入差”推动劳动力就业结构变化的论断，在经济学说史上被称为“配第定律”。2、斯密顺序古典经济学家中，对产业结构演变及其动因做出精辟论述的另一位经济学家是亚当斯密。在其国民财富的性质和原因的研究中，斯密把国民经济活动作为一个有机整体，对各种经济变量进行了详尽描述和分析。斯密关于三个阶级、三种收入、生产劳动、资本及社会再生产学说，实际上是分析了资本主义的经济结构，尽管斯密的经济结构理论并未形成体系，而且首尾也不尽一致，但它的价值学说、分工学说、交换学说无疑为经济整体性思想亦即日后发展起来的经济结构理论奠定了基础，深刻地影响了经济理论基本学派的生成。因此，经济学说史上，誉称斯密为经济结构理论的鼻祖。在国民财富的性质和原因的研究中，斯密从资本要素投向的角度，对产业结构变革的历史顺序做出了精辟论述，并探讨了这一历史顺序的深层动因。斯密指出，“按照事物的自然趋势，进步社会的资本，首先大部分投在农业上，其次投在工业上，最后投在国际贸易上。这种顺序是实际自然的。我们相信在所有拥有多少领土的社会，资本总是在某种程度上按照一定的顺序投用” 亚当斯密：国民财富的性质和原因的研究（上卷），商务印书馆，1972年版，第349页。可见，在斯密看来，随着社会的进步，资本投用将向农业工业贸易业的顺序更变，是一个自然规律。有些学者把斯密的这一论断称作为“斯密顺序” 冯海发：“结构变革的历史顺序”，当代经济科学，1989年第3期， 第43页。，即随着经济的发展，社会的产业结构必然发生由农业为主向工业为主再向贸易业为主的转变。“斯密顺序”的正确性已经被人类社会的经济发展历史所实证。社会资本投向呈现“斯密顺序”的原因正如象斯密认为的那样，是社会需求的有序变动，“不是市场上有了许多酒店，我们社会上才有饮酒的风尚；而是社会上由于它种原因产生了好饮酒的风尚，才使市场上有许多酒店” 亚当斯密：国民财富的性质和原因的研究（上卷），商务印书馆，1972年版，第331页。这表现为需求对生产的导向作用。事实上，人作为一个消费者，其需求是有层次的，这种层次性随着人均国民收入的提高而表现出有规律性的变化，需求层次随着人均收入的提高而提高。在人们还处于低收入水平阶段时，社会需求主要是满足生理需要即吃饭，在需求结构中生理性需求占统治地位，为了解决吃饭问题，就要发展食物生产，社会产业结构的主题就是农业，社会资本的大部分投向农业；随着收入水平的提高，人们有能力消费比食物层次更高的东西，消费取向继而转移到穿、用、住上，因此就发展轻工业，这是工业化首先从轻工业特别是从纺织业起步的需求结构上的原因，而轻工业的有效发展又有赖于重工业的武装，社会产业结构的主体因而转向工业，社会资本的大部分由农业转向工业；国民收入水平的进一步提高，对服务产品的需求增加，服务产业崛起，社会产业结构的主体又会转向服务业，社会资本的大部分又会投向服务业。因此，“斯密顺序”的深层动因是需求导向。3、克拉克定律20世纪50年代，英国经济学家克拉克独立地研究了经济发展过程中产业结构的演化规律，从而揭示了劳动力就业结构与经济发展程度之间的深刻关系。克拉克的研究基于他所收集的20多个国家各部门劳动投入和总产出的序时资料。这是经济史上一项著名的、开创性的统计研究。它的研究具有三个特征：第一、以现实经济的统计序时资料为依据，这种序时资料本身就意味着经济发展，因为它与人均国民收入水平的不断提高形成对照；第二、以劳动就业结构表示产业结构；第三、以三次产业分类法为基础。通过对随着经济发展劳动力的就业取向所发生的规律性变化的实证研究，克拉克得出如下结论：随着人均收入水平的提高，劳动力首先由第一次产业向第二次产业转移；当人均国民收入水平进一步提高时，劳动力便向第三次产业转移。总的结构趋势是，劳动力在第一次产业的分额减少，在第二、第三次产业的分额增加。克拉克的这一结论在经济学说史上被誉为“克拉克定理”。这个定理的逆向解释就是，随着劳动力由第一次产业向第二次产业和第三次产业的转移，人均国民收入水平将会不断得以提高。劳动力就业结构的变革推动了经济发展。克拉克认为，造成劳动力产业间转移的原因，是经济发展中各产业之间出现收入的相对差异。人们总是向高收入的产业转移。克拉克认为，他的发现只不过是印证了配第的观点。所以经济学说史上把配第的观点和克拉克发展的观点统称为“配第克拉克定理”。“配第克拉克定理”不仅从一个区域经济发展时间系列分析中得到应证，而且还可以从处于不同发展水平的国家在同一时点上的横断面比较中得到类似结论：人均国民收入水平越高的国家，农业劳动力在全部劳动力中的比重越小，而第二次、第三次产业的劳动力所占比重就越大；反之，人均国民收入水平越低的国家，农业劳动力所占比重越大，而第二次、第三次产业劳动力所占比重就越小。4、库茨涅茨的研究在克拉克研究的基础上，被誉为“之父”的美国经济学家西蒙库兹涅茨进一步收集和整理了欧美主要国家长期统计数列，不仅从劳动力分布，而且从国民收入方面对结构变革与经济发展的关系做出了分析，使结构变革的研究由投入结构发展到产出结构 投入结构，在这里是指劳动力结构，产出结构指国民收入结构。，从而大大推进了经济产业结构理论的发展。库茨涅茨研究的一个显著特征就是对截面资料和时间序列资料进行统计回归，以人均国民收入作为“基准点”，得出了在一定“基准点”上经济产业结构的格局及其变化。因而，其结论更富有一般性。表5-1和表5-2分别列出了库兹涅茨得出的按人均国民收入基准点上的产值结构和劳动力结构。表中部门代表农业部门，部门代表工业部门，部门代表服务部门 这里的农业部门包括：农业林业、渔业和狩猎业等；工业部门包括：矿业、采掘业、制造业、建筑业、电力、煤气、供水、运输和通讯等；服务部门包括：商业、银行、保险、不动产业、政府机关、国防以及其它服务业等。可以看出在不同的经济发展水平上，国民产值结构和劳动力就业结构的变化趋势。表5-1 1953年和1965年人均国内生产总值基准点价值上的产值结构（%）不同人均GDP的区域A部门（1）I+S部门（2）I部门（3）S部门（4）制造业（5）65美元195350.349.717.931.88.6196546.753.321.431.911.0135美元195340.759.323.935.412.8196538.062.026.335.714.2270美元195328.571.534.137.420.1196526.378.735.138.620.0450美元195320.279.841.738.124.9196518.181.943.038.026.0900美元195312.687.450.137.329.1196511.188.951.737.231.4资料来源：西蒙库兹涅茨：各国经济增长，商务印书馆，1985年，第195-196页。表略有整理。表5-2 1950年人均国内生产总值基准点价值上的劳动力结构（%）A部门（1）I+S部门（2）I部门（3）S部门（4）65美元195071.828.211.017.21960-135美元195064.835.217.617.6196065.234.816.618.2270美元195047.252.826.626.2196049.051.025.825.2450美元1950