环境材料学第7章材料工业生态学ppt课件

1、第七章 工 业 生 态 学环境资料学1工业为什么会呵斥污染？把开放系统变成循环的封锁系统，使废物转化为新的资源并参与新一轮的系统运转过程中。23工业系统应效仿自然系统，建立类似于自然生态系统的工业生态系统，各个工业企业之间相互依存、相互联络，从而构成一个复合的整体，运用一体化的消费方式替代简单的传统消费方式，减少工业对环境的影响。4Nicholas E. Gallopoulus Robert A. Frosch一、工业生态学开展历程 “在自然生态系统中一个物种的废物也许就是另一个物种的资源，为何一种工业的废物就不能成为另一种的资源？假设工业也能像自然生态系一致样，就可以大幅减少原资料需求和环境

2、污染，并能节约废物渣滓的处置过程。 -1989年1. 代表人物5 2. 早在1989年之前，工业生态学还存在几个来源点：废物交换：1900年前后，英国就出现了“废物交换俱乐部工业代谢：工业代谢源于1970s，环境公害事件的密集迸发，引 起了西方对危险废物的警惕。工业共生：主要表达于西方对丹麦卡伦堡工业体系的察看。6 3. 在1991年，结合国工业开展组织提出了“生态可继续工业开展ecological sustainable industrial development的概念。7 4. 在1993年，美国人Hawken的一书，提出工业生态系统和生态工业园的问题。8 5. 在1997年, 耶鲁大学

3、出版了杂志。9工业生态学的根本原理工业生态学：经过分析自然界的生物循环系统，将生物圈的循环原理用于工业过程，把现有的工业体系经过工业生态学的途径，转化为可继续开展的体系，最终实现人类社会的可继续开展。10A system that would maximize the economical use of waste materials and of products at the ends of their lives as inputs to other processes and industries. -Frosch, 1992最大限制地利用废弃资料或产品，使其能在其它工业过程中得到运用

4、的工业系统。工业生态系统11无限的资源无限的废物有限的废物有限的资源能源一级生态系统二级生态系统三级生态系统三级生态系统表示图闭路循环12理想的工业系统表示图有限的资源和能源资料制造废弃消费13工业生态学实际框架可继续开展工业生态学文化系统自然系统技术系统14二、工业生态学的根本原理实现资料可继续开展的途径根本中心：工业代谢实际即提高资源效率和促进环境维护的系统原理15任何一个工业系统与其周围的环境不是相互隔绝的，而是相互联络的，存在着物质和能量的交换;这种系统的观念使人类不断优化从原资料、废品资料到零部件、产品，不断到运用、废弃和再循环的物质循环总过程。系统包括资料的提炼、制造、运用、废弃到

5、再循环。系统范畴包括资料、产品、工业部门，国家和地域；优化内容包括资源、能源，甚至资本16 1. Products, processes, services, and operations can produce residuals残留物, but not waste. 产品、工艺、效力等过程产生的是残留物，而不是废弃物。工业生态学的原那么172. Every molecule颗粒 that enters a specific manufacturing process should leave that process as part of a sellable适于销售的 product.每

6、个进入一个加工过程的分子，应该在分开此过程后成为一种可以销售的产品。18 3. Materials used should be the least toxic for the purpose, all else equal.为某种目的而运用的资料应该是具有最低毒性的。19 4. Industries should get most of their needed materials through recycling streams rather than through raw materials extraction.工业所需的资料主要应该来自于资料循环过程，而不是原资料的提取。205.

7、 Every process and product should be designed to preserve the embedded utility of the materials used. The emphasis should be based on extended-life products and modular design.每个过程和产品应该被设计成尽量节约资料的运用。强调产品的长寿命和模块化设计。21 6. All products should be designed so that they can be used to create other useful

8、products at the end of their current lives rather than simply being downcycled (e.g., plastic bottle park bench landfill).一切的产品应该被设计成：可以在它们生命周期终了之后用于消费其它有用产品。22四、工业生态学的研讨方法经过研讨人类工业系统和自然环境之间的相互作用、相互关系，仿照自然生态系统的物质流方式重新规划工业消费、消费和废物处置系统， 从而为人类工业社会与自然环境的协调开展提供全新的实际分析框架和详细可行的实际方法。方法：工业代谢、生命周期评价、投入产出分析、生态工

9、业评价目的等实际方式：为环境设计、产业共生、功能经济23工业代谢根据质量守恒定律，对物质从开采，到消费消费，直至变成最终的废物进展全过程跟踪。经过建立物质衡算表，丈量或估算物质流动与储存的数量及其物理化学形状，描画行进道路和动力学机制。研讨对象和尺度多样化物质到产品；区域到全球24主要研讨内容：三个层次产业、区域、全球原料与能源流向量化；原料与能源流动的环境影响以及减少环境影响的实际、技术方法。分析方法：质量平衡法；输入-输出分析法；生命周期分析与评价25投入产出分析IOA分析特定经济系统内各个部分间投入与产出数量依存关系的原理和方法。方法：经过平衡方程，借用数学模型分析初始投入、中间投入、总

10、投入，中间产品、最终产品、总产出之间的关系。投入：进展一项活动的耗费，包括系统内各部门产品的耗费中间投入和初始投入要素的耗费最初投入产出：进展一项活动的结果26生态工业评价目的EII概念：用以衡量工业生态系统资源和能源转化效率的量目的：经过不同的评价目的，支出不同行业和部门间提高资源运用效率的瓶颈和潜力，推进他们之间的物质和能量的交换。目的不多，有待研讨丰富产品与废物比物质和能量循环率或损失率27为环境设计生态设计美国环境维护局为企业在设计和重新设计产品与工艺时创建的生态设计方法。基于：设计阶段决议产品70-80%的环境性能；产品整个生命周期中，包括设计、选材、消费、包装、运输、运用及报废处置

11、，都必需综合思索其对资源和环境的影响，做到环境协调。28产业共生(industrial symbiosis, IS)是工业生态学在区域层面的运用，经过组织间的协同效应，将影藏在废物流或副产品中的资源重新利用。实施产业共生，必需对现有产业系统进展大规模的重组调整。生态工业园区：一个区域性的产业共生系统，系统内个组成单位间有亲密的物料、能源、资金、信息的联络。我国第一家：广西贵港2930五、工业生态学运用案例1. 凯伦堡生态工业园3132发 电 厂Waste Gas石膏粉 33 炼油厂蒸汽 燃气石油燃油34 制药厂土豆粉 酶制剂发酵废弃物35当地农场发酵废弃物 渔场废弃物 36石膏板厂燃气 石膏粉

12、 37卡伦堡工业生态园效果节约资源能源:热点联供使燃料的效率提高了30% 减少了石油的耗费减少了3500个家庭的燃炉节约了淡水的供应原资料的新来源石膏, 硫酸, 肥料,38生态工业园的胜利阅历？资料、水、能量的流动贴近的工厂工厂经理们之间非正式的严密联络对现有根底设备的最小改装3940工业共生：指一种工业组织方式，从某一消费过程的废物可以用作另一消费过程的原料，从而最高效地利用资源和最大减少工业废物。 源于西方对于丹麦卡伦堡工业体系的察看研讨 生态工业园eco-industry park是建立在一块固定地域上的由制造企业和效力企业构成的企业社区。在该社区内，各成员单位经过共同管理环境事宜和经济事宜来获取更大的环境效益、经济效益和社会效益。整个企业社区能获得比单个企业经过个体行为的最优化所能获得的效益之和更大的效益 41卡伦堡工业生态园效果节约资源:30% better utilization of fuel using combined heat + power than produc