PDF《海南制糖2酒精2能源2农业生态产业模式设计》

文章编号 :025322468(2004)

0520915207 中图分类号 :X17114 文献标识码 :A 海南制糖2酒精2能源2农业生态产业模式设计 欧阳志云 , 赵同谦 , 苗鸿,王如松 , 王效科 (中国科学院生态环境研究中心 , 北京 100085) 摘要 :运用产业生态学原理 ,结合研究区的产业特点 ,通过设计物质多级利用的生态工艺与相关生产过程的整合 ,将农业生 产、 甘蔗制糖、 制糖废液生产酒精、 酒精废液生产沼气、 沼气发电、 沼液作为有机肥灌溉农田、 电厂固体废弃物生产建材等生 产过程有机链接起来 ,一方面解决了海南制糖废液的环境污染问题 ,另一方面也使得

12 *

104 t 糖蜜废液、

40 *

104 t 废糟液、

2113 *

104 t 炉渣、

22138 *

104 t 粉煤灰、

2 400 *

104 m3 沼气、 以及大量沼液、 余热等外排废弃物因资源化而得到充分利用 ,提高 了资源利用效率 ,与此同时也产生了显著的环境效益和经济效益.

关键词 :生态产业 ;

模式 ;

设计 Design for ecological industrial chain for sugar refining , alcohol distil2 lation , energy provision and agriculture in H ainan OUY ANG Zhiyun , ZHAO T ongqian , MIAO Hong , WANG Rusong , WANG Xiaoke (Research Center for Eco2Envir2 onmental Sciences , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100085) Abstract :Sugar2refining industry is one of the important industries in Hainan province. Sugar2refining waste liquid has become the key problem that prevents the development of sugar2refining industry in Hainan because of its high organic concentration , immediate drainage , difficult treatment and high cost. In this paper , based on industrial ecology principles and the local conditions , a design for ecological pattern of multi

2 utilization of materials has been proposed. In this design , six kinds of industries including the agricultural production , sugar refining , alcohol distillation , methane production , electricity generation , and the production of building materials have been integrated into an industrial chain. Sugar2refining waste liquid is designed to produce alcohol through distillation and fermentation. The molasses silage from alcohol production will be treated by anaerobic reactor. As the byproducts of anaerobic reactor , methane will be used for electricity generation and the methane slurry will be taken to land system for irrigation. Otherwise , the fly ash of electricity plant can be used to produce building materials and the waste heat be used for alcohol distillation and anaerobic reactor. As a result , on the one hand , the negative influence of sugar 2refining waste liquid to local environment will be eliminated ;

on the other hand ,

12 *

104 t sugar2refining waste liquid ,

40 *

104 t molasses silage ,

2113 *

104 t slurry ,

22138 *

104 t fly ash ,

2 400 *

104 m3 methane , much waste liquid of methane production and remaining heat from electricity plant has been fully utilized. The remarkable environmental and economical benefits can be produced through the multi 2utilization of sugar2refining waste liquid in Hainan. Meanwhile , this paper also provides a case study for the development of industrial ecology in China. K eywords:ecological industry;

pattern ;

design 收稿日期 :2003210214 ;

修订日期 :2003212229 基金项目 :中科院知识创新方向性项目( KZCX32SW2424) ;

欧盟 SUSDEV2CHINA 项目(ICA42CT22002210004) 作者简介 :欧阳志云(1962 ― ) ,男 ,研究员 , zyouyang @mail. rcees. ac. cn 生态产业是按生态经济原理和知识经济规律组织起来的基于生态系统承载能力、 具有高 效的经济过程及和谐的生态功能的网络型、 进化型产业 [1~3] . 它通过

2 个或

2 个以上的生产体 系或环节之间的系统耦合 ,使物质、 能量能够多级利用 ,高效产出与持续利用. 企业发展的多样 性与优势度、 开发度与自主度、 力度与柔度、 速度与稳度达到有机的结合 ,形成互利共生网络 , 达到资源、 能量的最大利用 ,转变污染负效益为经济正效益. 生态产业彻底改变了传统环境工 第24 卷第

5 期2004 年9月环境科学学报ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE Vol.

24 ,No.

5 Sep. ,2004 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 程的末端治理方法 ,是清洁生产技术的系统组装和延伸 [4~8] . 甘蔗制糖生产是海南省的支柱产业之一. 海南省糖蔗种植面积

79109 *

10 4 hm

2 ,占全省播 种面积的

8143 % ,全省糖蔗产量

347184 *

10 4 t ,蔗糖产量

30118 *

10 4 t ,产值

11107 *

10 8 元 ,占 全省工业总产值的

6 %. 制糖废液 ,尤其是糖蜜废液 ,具有有机物浓度高、 排放时段集中的特 点 ,因而治理难度大、 处理设备维护和运行成本高 ,已成为影响海南省制糖及其相关产业发展 的首要问题. 本研究尝试运用产业生态学原理 ,通过设计物质多级利用的生态工艺与相关生产 过程的整合 ,将农业生产、 甘蔗制糖、 制糖废液生产酒精、 酒精废液生产沼气、 沼气发电、 沼液作 为有机肥灌溉农田、 电厂固体废弃物生产建材等生产过程有机链接起来 ,充分发挥物质资源的 生产潜力 ,寓制糖废液处理于生产过程之中. 以期为生态产业模式探索提供案例研究.

1 研究区概况

111 自然概况 图1马村地理位置示意图 Fig.

1 Position of Macun in Hainan 马村地区位于海口市西南

20 km ,澄迈县境内 ,澄迈 湾、 琼州海峡的南端 ,总面积约

20 km

2 (图1) . 该地区属 热带海洋性季风气候 ,温和湿润 ,光照充足 ,年平均气温

2318 ℃,极端最高气温

3819 ℃,最低气温

111 ℃,多年平 均降水量

1762 mm. 该地区位于海域半岛附近 ,地势平 坦开阔 ,四周以坡地、 丘陵为主 ,海拔 2~45 m ,表层土壤 为黄色砖红壤、 红褐壤 ,厚度

1 m 以上. 区域内无河流 , 雨水自然分流渗透 ,汇于低洼地带. 地下水平均埋深

20 ~30 m ,水质较差. 地表植被以农业植被、 人工林与灌丛 草地为主 ,植物种类单一 ,树木主要为木麻黄、 椰子等 , 灌木和草本有马樱丹、 飞机草、 虎尾草、 仙人掌、 白茅、 含 羞草、 野菠萝及刺灌木等.

112 产业概况 (1) 制糖业 海南省共有制糖厂

28 家 ,每年产生糖蜜废液

12 *

10 4 t 、 制糖废水

3 481 *

10 4 t ,约占全省工业废水排放总量的

50 %以上 ,CODCr 的排放量约

315 *

10 4 t ,超过全省 CODCr 总排 放量的

70 %. 制糖生产周期由于受到甘蔗生产的限制 ,每年的榨季仅有 40~60 d ,产生废液也 集中在短短的

2 个月内排放 ,制糖废液处理设备维护成本高 ,进一步增加了废液处理的难度. 高浓度制糖废液已成为海南省实现工业污染达标排放的重点和难点. (2) 海南电厂 海南电厂是海南省最大的火力发电厂 ,总装机容量

30 *

10 4 kW ,年生产能 力20 *

10 8 kWh. 电厂共有

20 台工业锅炉 ,以煤为燃料 ,年耗煤量

110 *

10 4 t ,主要工业废物包 括燃烧废气和粉煤灰 ,冷却水实现全部回用.

2000 年 ,海南电厂工业废气排放总量

10215 *

10 8 m

3 ,SO2 、 烟尘排放量达到

1148 *

10 4 t 和1147 *

10 4 t ,分别占全省排放量的

73 %和81 %;

工业固 体废弃物中 ,粉煤灰产生量

22138 *10

4 t ,炉渣

2113 *10

4 t ,占全省工业固体废弃物总量的

26 %. (3) 华侨农场 海南省澄迈华........