水循环经济在新疆经济发展中的应用探究

李 静,王自庆

(1.新疆生产建设兵团农六师 101团政工办,新疆五家渠 831300;2.化肥催化剂国家工程研究中心,福建福州 350001)

自全国对口援疆会议和中央新疆工作座谈会后,新疆新一轮发展的大幕已渐次开启,各方支持力度之大,新疆各族人民雄心之高,社会参与程度之深,均属前所未有。新疆地处我国干旱和半干旱地区,属于典型的荒漠绿洲生态系统,水资源稀缺。所以,当前新疆经济能否保持可持续性发展的决定性因素就在于新疆有没有足够支撑经济发展的水源。结合新疆区域经济的划分和水资源的分布情况,合理分配水资源,减少水资源浪费,提高水的利用率,实现水循环经济的发展模式成为新疆经济可持续发展和保持新疆长期繁荣稳定的必由之路。

一、水循环经济的概念、原理与原则

1.水循环经济的概念

淡水资源属于可再生资源,但同时又是有限资源,其属性是通过水的循环来实现的。关于水循环经济的概念,到目前为止学术界并未达成共识,大多都是在循环经济的基础上,从不同的角度提出了一些近似的概念。

在对水循环经济及其应用这一研究过程中,虽然各位学者给水循环经济所下的定义,规定的研究对象、研究范围等都有所不同,然而随着社会的进步和研究成果的大量问世,彼此间的差异将逐步缩小。不管是哪一个概念其理论依据都是一致的,只不过是侧重点不同,但其特征和目的都是相同的：其特征都是在发展目标上追求效率、效益和可持续的统一性;在管理环节上追求供水、用水和排水等环节的健康循环;在利用手段上追求科学技术、经济与行政手段的一体化。其目的都是为了实现涉水行业经济与区域经济的可持续发展。

2.实行水循环经济的原理

在人类社会这个复杂的自然—经济—社会的体系中,水循环是一个由自然水循环和社会水循环组成的二元水循环。社会水循环依赖于自然水循环,从中获得水资源满足人类的生产和生活需要。与此同时,人类生产生活所消耗的水资源和产生的污水又会对自然水循环产生反作用进而影响到社会水循环,两者之间是一种相互影响、相互作用、相互依存和制约的关系,当两者和谐相处时就形成了良性的水循环。这种良性循环可使水资源在最大限度地满足人类需求的同时,又不对自然水循环构成不利的影响。而病态的恶性水循环,则会破坏人类的生存环境,阻碍经济的可持续发展。因此,水资源短缺与水资源环境污染问题的实质就是水的社会循环对自然循环的干扰和破坏。具体体现在社会水循环过程中人类消耗水资源的总量和速率超过了自然水循环过程中水资源的再生能力,破坏了两者的平衡关系,在社会水循环过程中排放的水污染物的总量超出了自然水循环过程中水的自净能力,使部分水资源变成了污水、废水,不再继续进入自然水循环,使可利用的淡水资源的总量减少。

随着人口的不断增加和工业化、城市化进程的不断加快,新疆大部分地区资源型缺水的现象将会更加明显。解决水资源与水环境问题,关键是要按照自然水循环的规律重建社会水循环的经济系统,使水的社会水循环和谐地纳入自然水循环过程,形成良性的社会水循环即实施水循环经济。在新疆实施水循环经济的根本目的就是要实现有限水资源的充分有效的利用和良好的水生态环境,达到经济发展与水资源保护双赢的效果。

3.实行水循环经济的原则

在循环经济的发展模式中,相关专家提出了循环经济发展的三条原则,即减量化、再利用和再循环 (3R原则)。水循环经济作为循环经济的一种具体的经济形式,除了具有循环经济的三原则外,还应具备另外两个原则,即再生自理原则和管理原则。要理解水循环经济的概念必须牢牢把握实施水循环经济发展模式的 5R原则,即减量化 (Reduce)、再利用 (Reuse)、再循环 (Recyc le)、再生处理 (Rec lam ation)和管理 (Regulation)。

减量化是指在生产过程中要最大限度地减少水资源的使用,核心是提高水资源的利用效率以减少水资源的消耗和废水的产生。其实现途径在于技术水平的提高和节水技术与器材的推广,在新疆农业经济发展领域具有广阔的推广前景。再利用是指进入社会水循环的水资源可以多次重复利用或经简单的处理后继续使用延长水的利用周期,防止水过早的成为污水。再利用原则存在于水资源的利用过程中,核心就是怎样使轻度污染的水进入适当的应用领域,甚至将重度污染的水也转化为资源,即将生产末端产生的废水变废为宝、变害为利,重新转化为资源,在不影响产品性能的前提下替代清洁水使用。再循环指生产和生活过程产生的污水经再生处理后可重新循环使用,关键就是要把握对水资源的开发利用和污染的程度,即取水过程和强度不能超过自然水循环过程中水的再生能力,污水排放时不能超过环境对污水的净化能力,防止污水变为废水。再生处理指的是在处理污水时,经一系列的处理工艺,可使水质达到国家相应的用水标准,保证用水安全。实现途径就是要鼓励企业加大污水处理的资金投入,建立完善的科研服务体系和严格的水体评价标准。管理主要是由政府行政部门起主导作用,体现在保护水资源的分配、水污染的防治、水权与水价的确定等方面。

二、新疆实行水循环经济的可行性分析

在全国主体功能区的划分中,国家对新疆的限制开发主要是基于生态安全的长远利益来考虑的。新疆的主体功能主要体现在对维护国家和地区的生态安全起到生态服务的作用,即生态调节、产品提供和人居保障等功能。新疆生态环境本身就很脆弱,经济关系到的是发展,而水源关系到的是生存,一旦水源开发利用失控可能会造成毁灭性的生态灾难,保护好水资源就是保护生存权。所以在新疆施行水循环经济是由新疆特殊的生态环境决定的。

新疆主要为绿洲经济,大大小小的平原绿洲零星地分布在广袤的荒原上。由于地理环境、历史状况、人口、文化和资源分布的不同,早在 1992年国家将新疆列入十大经济开发区时,自治区专家就将新疆按照“沿线南北坡”的思路划分为了三个不同的经济区域：分别是以乌鲁木齐为中心的沿线经济区、以石河子为中心的天山北坡经济区和包括南疆五地州在内的天山南坡经济区。到 1999年“九五”期间,在此基础上稍作调整又提出了五大经济区域的划分,分别是天山北坡经济区、北疆西北部经济区、东疆经济区和南疆东北部经济区。这种经济区域的划分影响面较大,也被自治区有关部门所采纳。[1]这五大经济区域不管在水资源分布上还是在经济发展上都有各自的特点,总体呈现“北多南少,西多东少”的特点。经济区域的划分为水循环经济在新疆的推广提供了指导作用,可根据不同地区的水资源占有量来指导本区域特色经济的发展,使各区域间相互补充、协调,共同促进新疆经济的整体发展。

三、新疆水循环经济的实现形式

基于新疆生态环境考虑,实施水循环经济对于新疆各项事业的发展都具有巨大的社会效益和经济效益,而经济区域的划分又为水循环经济在新疆的推广提供了现实条件。在 5R原则的指导下,根据水循环经济的目标和技术经济的可行性,在每个经济区域中可以构建出不同尺度的运行模式,包括微循环、中循环和大循环。

1.微循环

微循环主要指对工厂、学校、住宅小区和其他小尺度范围内的原位污水的处理和再利用。生活用水在新疆水资源消耗中所占的比例相对较小,生活污水处理的意义在于改善居住环境,促进生活用水的正常循环。特别是在住宅小区和学校实施水循环经济除了遵循减量化的原则通过减少给水网管漏失率和使用节水器材外,还可以将生活污水统一收集起来经过简单的处理作为城市绿化和市政工程用水,减少地下水的开采和消耗。

新疆企业以煤炭石油化工等能源资源类为主,均为耗水和排水大户。有关资料显示,生产 1吨合成氨需耗新鲜水约 12.5m3,生产 1吨甲醇需耗新鲜水约 15m3,生产醚需耗新鲜水约 15m3,直接液化 1吨油需耗新鲜水约 7m3,间接液化一吨油需新鲜水约 12m3。[2]且煤化工行业产生的污水主要以有机污染物为主,化学需氧量大,自然条件下难以降解。一旦排出将严重污染生态环境甚至会对人类的生命造成巨大威胁。水资源短缺已经严重制约了该行业的可持续发展,因此在此类企业实行水的微循环对企业和社会都具有巨大的现实意义。工厂企业实行微型水循环经济首先要对全厂用水系统与排水系统进行划分,计算出全厂及各系统的水平衡,然后根据计算与测试结果,对回收水和可利用水进行分析,决定水的利用方案。

2.中循环

中循环主要指在工业园区或大型集团公司等中等尺度范围内将经过污水处理设施产生的再生水直接作为其他行业的工业用水,甚至可以直接用作另一行业的工业原料。在工业生产过程中,不同行业对于用水的水质要求不同,例如,农牧产品加工业对于水质要求普遍较高,而化工能源类的某些环节对水质的要求就相对较低。这样就可以将高水质要求行业排放的污水经过简单的处理后直接或经清洁水混合达到相关行业的用水标准后再次用于其他产业,实现水的多级利用。这样既节省了污水的处理成本,又提高了水资源的利用率。

在技术成熟的情况下,还可以将某些行业产生的行业污水直接作为其他行业的工业原料,符合水循环经济的理念和原则。林诚等人提出,将造纸厂产生的废液直接与煤粉混合形成煤浆,用于煤的气化和液化,实现污水的清洁利用。[3]这一理念的提出也为循环经济的研究提供了新的领域。中型水循环经济主要是在不同行业间展开,且对技术要求较高。这就需要政府职能部门在完善好技术服务体系的同时还要协调好行业间的利益关系,以期形成一个污水再利用的产业链。

3.大循环

大循环主要针对新疆各个经济区域提出,指进入社会水循环的水资源经过充分利用后又进入自然水循环的大尺度范围的水循环形式。其实现途径主要是将最终的废水经过严格处理后以回流到河道、湖泊或回灌地下补水等形式又重新回到自然水循环。水循环系统并非局限于社会水循环的闭路循环,处理后的再生水除参与中小社会水循环外,还可以参加水的大循环即社会水循环——自然水循环——社会水循环。这是由水循环的特殊属性与功能决定的,是水循环经济区别于其他循环经济形式的显著特点。在新疆的广大地区,由于极端气候因素的影响,大多河流会季节性断流。可将处理后的再生水排入河道内作为景观用水或生态用水,获得重大的社会效益和生态效益。当然,再生水参与自然大循环要求处理后的水质必须满足水体功能的水质要求。

在再生水利用工作中,可以用再生水建设水产品养殖基地和农业示范区。在这方面新疆已经有了成功的范例。新疆天业集团是以生产聚氯乙烯为主的大型高耗水企业,该公司将聚氯乙烯聚合母液废水经过严格的处理后作为生态用水,实现了水资源的梯级利用。该公司除了用再生水养鱼外还在工厂周边建立农业示范区。真正实现了水资源的高效利用,真正实现了将废水废液吸干吃净的目的。

随着新疆工业化和城市化进程的不断加快,工业经济的发展对水资源的需求量将会越来越大。有限的水资源与日益增长的耗水量之间的矛盾将会成为限制新疆地方经济发展的重要因素。要保证新疆经济的持续快速发展和长期繁荣稳定,必须坚持走循环经济的发展模式,其中重中之重就是要坚持水循环经济,使社会水循环与自然水循环形成一个健康的闭路循环。通过水循环经济模式,减少水资源的损耗和污染,为新疆经济社会的发展提供充足的水源。

[1]司正家.区域经济理论与新疆区域经济发展[M].北京：中国经济出版社,2009.

[2]任庆伟,商登峰,刘青海等.新型煤化工企业水处理工艺方案设计优化[J].工业水处理,2010,(7).

[3]林荣英,张济宇,林驹,林诚.以纸浆黑液为催化剂高变质无烟煤热天平水蒸气催化气化动力学[J].燃烧化学学报,2007,(6).