Xây dựng Khu công nghiệp sinh thái cho Khu công nghiệp Hiệp Phước, huyện Nhà Bè, Thành phố Hồ Chí Minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

—-˜-—-˜-—-˜-—-˜-—-˜








ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP






Đề tài:

XÂY DỰNG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI
CHO KHU CÔNG NGHIỆP HIỆP PHƯỚC,
HUYỆN NHÀ BÈ, TPHCM.





GVHD : Ths. Lê Thò Vu Lan

SVTH : Võ Hoài Hân
LỚP : 08HMT1
MSSV : 08B1080019




TP.HCM, THÁNG 07 NĂM 2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐHKTCN TPHCM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
KHOA: MT & CN SINH HỌC
o0o


NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên: Võ Hoài Hân MSSV: 08B1080019
Ngành : Môi trường Lớp: 08HMT1
1. Đầu đề Đồ án tốt nghiệp
“Xây Dựng Khu Công Nghiệp Sinh Thái Cho Khu Công Nghiệp Hiệp Phước,
Huyện Nhà Bè, TPHCM.”
2. Nhiệm vụ
− Nêu tổng quan về khu công nghiệp sinh thái.
− Nêu các mô hình sinh thái trên thế giới.
− Đánh giá tiềm năng xây dựng khu công nghiệp sinh thái ở nước ta.
− Giới thiệu chung về Khu Công Nghiệp Hiệp Phước
− Hiện Trạng bảo vệ môi trường Khu Công Nghiệp Hiệp Phước.( Nước thải,
khí thải, chất thải rắn.)
− Xây dựng Khu Công Nghiệp Sinh Thái cho Khu công Nghiệp Hiệp Phước

(xây dựng mô hình và nêu các bước thực hiện)
− Kết luận kiến nghò về quá trình thực hiện đồ án
3. Ngày giao Đồ án tốt nghiệp : 19/04/2010
4. Ngày hoàn thành Đồ án tốt nghiệp : 12/07/2010
5. Giáo viên hướng dẫn : Th.s Lê Thò Vu Lan
Nội dung và yêu cầu Đồ án tốt nghiệp đã được thông qua Bộ môn.
Tp.HCM, ngày … tháng … năm 2010
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)



PHẦN DÀNH CHO KHOA
Người duyệt (chấm sơ bộ) :
Đơn vò :
Ngày bảo vệ :
Điểm tổng kết :
Nơi lưu trữ Đồ án tốt nghiệp :



NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
–{—

Điểm số (bằng số): Điểm số (bằng chữ):


Tp.HCM, ngày tháng năm 2010
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)




Xin chân thành cảm ơn q thầy cô trường Đại học Kỹ Thuật Và Công Nghệ
TP.HCM, đặc biệt, q thầy cô trong Khoa Công nghệ Sinh Học Và Môi Trường,
đã tận tình truyền đạt cho em những kiến thức nền tảng, những kinh nghiệm q
báu trong suốt quá trình em học tập, giúp em có đủ kiến thức và sự tự tin để hoàn
tốt thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn cô Lê Thò Vu Lan đã luôn theo sát hướng dẫn, chỉ bảo

em trong suốt thời gian thực hiện luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn các cơ quan chức năng, các CSSX, nhà máy và KCN
liên quan đã nhiệt tình hỗ trợ về mặt thông tin để em hoàn thành tốt các nội dung
đã đề ra trong luận văn.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, bè bạn, các anh chò đồng nghiệp (cùng làm
việc) đã luôn theo sát động viên, giúp đỡ em trong thời gian em học tập cũng như
trong suốt quá trình em tiến hành làm luận văn.
Mặc dù, đã có nhiều cố gắng, nhưng do những hạn chế về kiến thức, cũng như
về mặt thời gian, nên luận văn chắc chắn sẽ không tránh khỏi hết những thiếu sót,
xin nhận sự chỉ bảo của q thầy côvà bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn!.
ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, hòa trong xu hướng phát triển chung của nền
kinh tế, ngành công nghiệp nước ta đã gặt hái được nhiều thành công rực rỡ;
bước đầu thực hiện được chiến lược công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước.
Hàng loạt các khu công nghiệp (KCN), khu chế xuất (KCX), khu công nghệ cao
(KCNC) được thành lập và đã được đưa vào hoạt động với qui mô khá lớn
Sự phát triển kinh tế nhanh chóng dựa trên nền tảng sản xuất công nghiệp
với quy mô lớn và tập trung như thế đã dẫn đến sự đô thò hóa, tập trung dân số, ô
nhiễm môi trường và suy thoái tài nguyên thiên nhiên, và cũng đã tạo ra một áp
lực lớn cho những sách lược phát triển của đất nước. Một số điển hình được kể
đến đó là sự thay đổi về thành phần và gia tăng khối lượng chất thải rắn; sự gia
tăng tải lượng nước thải công nghiệp, gia tăng sự phát thải các chất gây ô nhiễm
môi trường không khí… Mặc dù, chúng ta đã không ngừng nỗ lực kiểm soát ô
nhiễm môi trường, song tình hình chưa được cải thiện đáng kể, thậm chí còn có
nguy cơ trầm trọng hơn, bởi vì hầu hết các nỗ lực quản lý môi trường mới chỉ tập
trung cho việc xử lý các nhu cầu cấp bách, mà chưa tập trung cho việc giải
quyết các căn nguyên của nạn ô nhiễm môi trường và tình trạng cạn kiệt tài
nguyên thiên nhiên.

Nhằm mục đích tăng cường công tác bảo vệ môi trường (BVMT) trong
thời kỳ CNH – HĐH đất nước, ngăn ngừa ô nhiễm, kết hợp với xử lý ô nhiễm,
cải thiện chất lượng môi trường và bảo tồn nguồn tài nguyên thiên nhiên, nhiều
phương pháp quản lý, kỹ thuật và công nghệ khác nhau đã được triển khai ứng
dụng vào thực tiễn. Một số giải pháp được kể đến như: kiểm soát ô nhiễm đầu
vào và xử lý ô nhiễm cuối đường ống trong suốt quá trình sản xuất công nghiệp,
sản xuất sạch hơn (SXSH)… Tuy nhiên, do môi trường là một hệ sinh thái đa
dạng, có sự tự làm sạch, nên các cách tiếp cận về phương pháp phải phù hợp với
các điều kiện thực tế mới có thể giải quyết tốt các nhiệm vụ quản lý môi trường.
Đề tài: “Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước,
Huyện Nhà Bè, TPHCM“ là một giải pháp trong công tác quản lý môi trường.

MỤC LỤC

Trang bìa
Tờ giao nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
Lời cảm ơn
Mục lục
Các ký hiệu
Danh mục các hình
Danh mục các bảng
Đặt vấn đề

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1.1 Cơ sở khoa học 1
1.2 Cơ sở thực tiễn 1
1.3 Mục tiêu của đề tài 1
1.4 Nội dung đề tài 1
1.5 Ý nghóa đề tài 2
1.6 Phương pháp luận 2

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ LUẬN
2.1 Các khái niệm 3
2.1.1 Lý thuyết hiện đại hóa sinh thái 3
2.1.2. Các ứng dụng lý thuyết hiện đại hóa sinh thái 8
2.2. Những lợi ích phát triển hệ sinh thái công nghiệp và KCN sinh thái 14
2.3. Đánh giá tiềm năng
ứng dụng thực tiển mơ hình KCN sinh thái trong điều
kiện thực tế cơng nghiệp ở nước ta. 15
CHƯƠNG III : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHU CÔNG NGHIỆP SINH
THÁI
3.1. Nhu cầu phát triển bền vững công nghiệp và thái độ ứng xử của các nhà sản
xuất công nghiệp trong trách nhiệm bảo vệ tài nguyên môi trường . 21
3.2. Các xu hướng thực hiện kiểm soát ô nhiểm môi trường trong các hoạt động
sản xuất công nghiệp tập trung. 23
3.2.1. Xu hướng quản lý môi trường trong công nghiệp. 23
3.2.2. Xu hướng cải thiện chất lượng môi trường thông qua các hoạt động
khoa học công nghệ. 25
3.2.3. Xu hướng tìm kiếm, thử nghiệm qui hoạch các mô hình tổ chức sản
xuất công nghiệp mới theo hướng tập trung 29
3.3. Tiếp cận một số mô hình mới áp dụng trong công tác kiểm soát ô nhiễm
môi trường khu công nghiệp. 30
3.3.1 Mô hình quản lý môi trường ở phạm vi cơ sở sản xuất, nhà máy
công nghiệp. 30
3.3.2 Mô hình công nghệ kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm ở phạm vi cơ
sở sản xuất, nhà máy công nghiệp. 32
3.3.3 Mô hình tổ chức, xây dựng KCN kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm-
KCN thân thiện môi trường 35
3.4. Các kinh nghiệm về áp dụng mô hình KCN sinh thái. 39

3.4.1. Khu công nghiệp sinh thái Kalundborg 39

3.4.2 Dự án xây dựng KCN sinh thái Burnside, Nova Scotia, Canada. 42
3.4.3 Dự án KCN sinh thái Fairfield, Baltimore, Maryland, USA 43
3.4.4 Dự án cảng công nghiệp phát triển bền vững Cape Charles,
Eastville, Northampton County, Virginia, USA. 44

3.4.5 Dự án KCN sinh thái Brownsville, Texas, USA 45

3.4.6 Dự án KCN sinh thái Riverside, Burlington, Vermont, USA. 45
3.4.7 Dự án KCN sinh thái FCN Cheney, Spokane, Washington, USA. 46
3.4.8 Dự án KCN sinh thái Civano, Arizona, USA. 46
3.4.9 Dự án KCN sinh thái East Bay, San Fransico Bay, California, USA.
47
3.5. Nhận đònh và đánh giá về các mô hình khu công nghiệp sinh thái 47
3.6. Sơ lược về hiện trạng phát triển công nghiệp ở nước ta. 48
3.7. Tiềm năng ứng dụng thực tiễn các mô hình kiểm soát ô nhiễm môi trường
khu công nghiệp trong điều kiện công nghiệp hóa ở nước ta. 56
3.7.1. Đánh giá tiềm năng ứng dụng thực tiển mô hình tiêu chuẩn xanh-
sạch-đẹp. 57
3.7.2 Đánh giá tiềm năng ứng dụng thực tiển mô hình KCN thân thiện
môi trường trong đđiều kiện thực tế công nghiệp hóa nước ta. 62

CHƯƠNG IV :
HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHIỆP Ở
VÙNG KINH TẾ TRỌNG ĐIỂM PHÍA NAM VÀ CÁC VẤN ĐỀ
TÍCH LUỸ VỀ MÔI TRƯỜNG.
4.1. Hiện trạng phát triển công nghiệp ở vùng kinh tế trọng điểm phía Nam 65
4.2. Các vấn đề tích lũy về môi trường. 70
CHƯƠNG V: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KCN HIỆP PHƯỚC
5.1. vò trí đòa lý 74
5.2 Qui mô và mục tiêu phát triển 74

5.3. Cơ sở hạ tầng 74
5.4. Các ngành nghề hoạt động trong KCN Hiệp Phước. 75
CHƯƠNG VI: HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KCN HIỆP PHƯỚC
VÀ CÔNG TÁC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
6.1 Các Nguồn gây ô nhiễm 78
6.1.1 Nước Thảin 78
6.1.2. Khí Thải 79
6.1.3. Chất thải rắn 80
6.2. Công tác quản lý bảo vệ môi trường 81
6.2.1 công tác quản lý hành chính 81
6.2.2 Công tác đầu tư hệ thống kỹ thuật bảo vệ môi trường 82
6.3. Đánh giá khả năng xây dựng kcn hiệp phước theo hướng khu công nghiệp
sinh thái. 84
CHƯƠNG VII: XÂY DỰNG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI CHO
KHU CÔNG NGHIỆP HIỆP PHƯỚC,HUYỆN NHÀ BÈ, TP. HCM.
7.1. Mô hình hiện trạng tổng quát kỹ thuật sản xuất của KCN Hiệp Phước. 88
7.2. Xây dựng mô hình kỹ thuật tổng quát của kcn sinh thái Hiệp Phước, Huyện
Nhà Bè, TPHCM 88

7.3. Các bước tổ chức thực hiện 91
CHƯƠNG VIII: NHỮNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
8.1 . Kết luận 100
8.2 . Kiến nghò 101

KÝ HIỆU

KCN: Khu Công Nghiệp
KCX: Khu Chế Xuất
KCNC: Khu Công Nghệ Cao.
BVMT: Bảo Vệ Môi Trường.

CNH-HDH: Công Nghiệp Hóa-Hiện Đại Hóa
SXSH: Sản Xuất Sạch Hơn.
KCNST: Khu Công Nghiệp Sinh Thái
STCN: Sinh Thái Công Nghiệp.
HSTCN: Hệ Sinh Thái Công Nghiệp.
IEc: Khái Niệm Sinh Thái Công Nghiệp
Ies: Mô Hình Sinh Thái Công Nghiệp
EIP: Khu Công Nghiệp Sinh Thái. (ECO-Industrial Park)
BVMT: Bảo Vệ Môi Trường
EMS: Hệ Thống Quản Lý Môi Trường
IM: Trao Đổi Chất Công Nghiệp. ( Industrial Metabolism)
EMS: Hệ Thống Quản Lý Môi Trường
IZO 14000: Tiêu Chuẩn Quản Lý Chất Lượng Môi Trường.
FEIP: KCN Thân Thiện Môi Trường
TĐPN: Vùng Kinh Tế Trọng Điểm Phía Nam
BQL: Ban Quản Lý
HIPC: Công Ty Cổ Phần KCN Hiệp Phước.









DANH SÁCH CÁC HÌNH


Hình 1: Dòng trao đổi chất công nghiệp một chiều.

Hình 2: Dòng trao đổi chất công nghiệp hai chiều không toàn phần.
Hình 3: Các thành phần chính của hệ sinh thái công nghiệp.
Hình 4: Mô hình KCN sinh thái điển hình.
Hình 5: Thứ tự ưu tiên trong quản lý chất thải.
Hình 6: Mô hình phương pháp luận 4 bước cơ bản xây dựng KCN sinh thái.
Hình 7: các biện pháp kiểm soát ô nhiễm đầu ra.
Hình 8: các biện pháp kiểm soát ô nhiễm đầu vào.
Hình 9: Mô hình hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn ISO 14000.
Hình 10: Các kỹ thuật SXSH.
Hình 11: Mô hình tổ chức KCN sinh thái Kalundborg.
Hình 12: Mô hình chuyển đổi chính.
Hình13: Sơ đồ tổ chức quản lý cơng tác BVMT của HIPC được tóm tắt.
Hình 14: sơ đồ kỹ thuật sản xuất chung.
Hình 15: Mô hình kỹ thuật tổng quát.









DANH SÁCH CÁC BẢNG


Bảng 1 : So sánh sự khác nhau giữa sinh vật sống và cơ sở sản xuất, nhà máy.
Bảng 2 : Đặc điểm quá trình trao đổi chất của các hệ sinh thái tự nhiên và hệ
công nghiệp tập trung hiện tại.
Bảng 3 : Những bước phát triển chính về thái độ ứng xử môi trường của Nhà

nước – Công nghiệp và Cộng đồng xã hội.
Bảng 4 : Tiêu chuẩn KCN thân thiện môi trường (FEIP).
Bảng 5 : Các loại hình công nghiệp đặc trưng của KCN sinh thái Burnside.
Bảng 6 : Tổng tải trọng chất thải rắn công nghiệp thành phố
Bảng 7 : ảnh hưởng và nguy cơ ô nhiễm môi trường. HCM (2010, 2020).
Bảng 8 : Số lượng doanh nghiệp và cơ sở hoạt động sản xuất công nghiệp
Bảng 9 : Sự phân bố các KCX – KCN ở thành phố Hồ Chí Minh.
Bảng 10 : Dự báo phát triển các ngành công nghiệp tỉnh Đồng nai đến năm
2010.
Bảng 11 : Dự kiến phát triển các KCN tập trung tỉnh Đồng nai đến năm 2010.
Bảng 12 : Tình trạng ô nhiễm do nước thải công nghiệp ở Vùng KTTĐPN.
Bảng 13 : Giá trò cực đại các chỉ tiêu ô nhiễm môi trường không khí ở TP. HCM.
Bảng14: Danh sách Doanh Nghiệp đầu tư và KCN Nghiệp Hiệp Phước.
Bảng 15: Kết quả phân tích mẫu nước thải khu A.
Bảng 16: Kết quả phân tích mẫu nước thải khu B&C.
Bảng 17: Kết quả đo đạc không khí.
Bảng 18: Thống kê số liệu chất thải rắn của các doanh nghiệp.

Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

1

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC
Áp dụng các giải pháp quản lý mơi trường để xây dựng một khu cơng nghiệp
sinh thái.
1.2.CƠ SỞ THỰC TIỄN
Khu cơng nghiệp Sinh thái là một mơ hình tổ chức sản xuất cơng nghiệp bảo
tồn tài ngun, nhằm phát triển cơng nghiệp theo hướng bền vững theo hướng giảm

đến mức thấp nhất sự phát sinh chất thải đồng thời tăng tối đa khả năng tái sinh – tái
sử dụng ngun liệu và năng lượng.
Hướng tới một khu cơng nghiệp thân thiện với mơi trường. Xây dựng, phát triển
cơng nghiệp di đơi với bảo vệ mơi trường.
1.3. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Nhằm tăng cường hiệu quả của hoạt động cơng nghiệp và cải thiện mơi trường:
giảm thiểu sử dụng tài ngun thiên nhiên khơng thể tái tạo, giảm thiểu các tác động
xấu đến mơi trường, duy trì hệ sinh thái tự nhiên của khu vực,…
1.4. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Tạo sự cân bằng sinh thái từ q trình hình thành đến phát triển của KCN (lựa
chọn địa điểm, quy hoạch thiết kế, thi cơng xây dựng, hệ thống HTKT, lựa chọn
doanh nghiệp, q trình hoạt động, quản lý,…).
Mọi hoạt động liên quan tới phát triển KCNST cần được tiến hành đồng bộ, hợp
nhất trên ngun tắc bảo vệ mơi trường và phù hợp với hệ sinh thái tự nhiên.
Tạo chu trình sản xuất tuần hồn giữa các doanh nghiệp trong KCN cũng như
giữa doanh nghiệp trong KCN với các doanh nghiệp hay các khu vực chức năng khác
ở bên ngồi.
Giảm thiểu và tái sử dụng sử dụng các nguồn năng lượng, nước. Tận dụng các
nguồn năng lượng, nước thừa trong q trình sản xuất. Sử dụng rộng rãi các nguồn
năng lượng tái sinh: mặt trời, sức gió, sức nước,
Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

2

Giảm thiểu sử dụng các nguồn tài ngun, đặc biệt là các tài ngun khơng thể
tái tạo được. Khuyến khích sử dụng các ngun vật liệu tái sinh. Hạn chế sử dụng các
chất gây độc hại.
Giảm thiểu lượng phát thải, đặc biệt là các chất thải độc hại.
Thu gom và xử lý triệt để các chất thải bằng các cơng nghệ thân thiện với mơi
trường. Tái sử dụng tối đa các chất thải.

Hợp tác mật thiết và tồn diện giữa các doanh nghiệp trong KCNST cũng như
với các doanh nghiệp bên ngồi, chia sẻ thơng tin và các chi phí dịch vụ chung như:
quản lý chất thải, đào tạo nhân lực, hệ thống thơng tin mơi trường cùng các dịch vụ hỗ
trợ khác.
Khuyến khích các doanh nghiệp sản xuất sạch và đổi mới cơng nghệ thân thiện
với mơi trường.
Khuyến khích các doanh nghiệp và cá nhân hợp tác tham gia bảo vệ, phát triển
mơi trường sinh thái trong và ngồi KCN.
Phát triển tổ hợp các chức năng (cơng nghiệp, dịch vụ, cơng cộng, ở, ) và phát
huy tối đa mối quan hệ tương hỗ giữa chúng.
1.5. Ý NGHĨA ĐỀ TÀI
Cải thiện hiệu quả kinh tế của các cơng ty thành viên trong khi tối thiểu hố
các tác động mơi trường của các cơng ty này. Các thành tố của cách tiếp cận này bao
gồm các thiết kế xanh cho cơ sở hạ tầng và cây xanh (mới hoặc được trang bị thêm);
sản xuất sạch hơn, phòng chống ơ nhiễm; sử dụng năng lượng hiệu quả; và hợp tác
liên cơng ty. Một KCNST cũng cố gắng mang lại lợi ích cho cộng đồng xung quanh
để bảo đảm rằng các tác động ròng của sự phát triển là tích cực.
1.6. GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu được thực hiện giới hạn đối với KCN Hiệp Phước.




Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

3

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1 CÁC KHÁI NIỆM

2.1.1 . Lý thuyết hiện đại hoá sinh thái (Eco_ Moderzine -EM) :
Khái niệm KCN sinh thái (Eco – industrial park – EIP) xuất phát từ Lý
thuyết hiện đại hoá sinh thái (EM). Nội dung chính của Lý thuyết tập trung vào các
giá trò và vai trò Khoa học - Công nghệ cùng những động lực thò trường và các tác
nhân kinh tế, nhằm xóa bỏ những mâu thuẫn giữa những khiếm khuyết công nghệ,
kinh tế, quản lý với các vấn đề môi trường, vấn đề phát triển bền vững. Đây là sự
khẳng đònh khả năng hiện thực hoá con đường xây dựng nền sản xuất công nghiệp
tri thức hiện đại, có đầy đủ tiềm năng và khả năng phát triển bền vững
(a). Khái niệm và bản chất sinh thái công nghiệp (Industrial Ecology-IEc) :
Trong phạm vi đề tài, có thể hiểu rằng, sinh thái công nghiệp (STCN) hay hệ
sinh thái công nghiệp (HSTCN) là sự chuyển hoá mô hình KCN tập trung dạng cổ
điển sang mô hình KCN tổng thể hiện đại và khép kín, trong đó, chất thải hay phế
liệu, phế phẩm từ quy trình sản xuất này có thể tái sinh sử dụng làm nguyên liệu
cho quy trình sản xuất khác, từng bước tiến đến đạt được sự phát triển bền vững
bằng cách tối ưu hoá mức tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên và năng lượng, đồng thời
giảm đến mức thấp nhất sự phát sinh chất thải .
Khái niệm sinh thái công nghiệp (IEc) chỉ mới xuất hiện trong những năm đầu thập
kỷ 70, thế kỷ 20, đến nay, vẫn chưa có đònh nghóa thống nhất, song bao gồm các
quan điểm đánh giá như sau :
• Sinh thái công nghiệp là sự tổ hợp toàn diện và thống nhất tất cả các thành
phần của hệ công nghiệp cùng các mối quan hệ của chúng với môi trường
xung quanh.
Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

4

• Sinh thái công nghiệp đặt mối quan tâm đến các hoạt động của con người,
sao cho chúng có thể vừa phát triển công nghiệp theo hướng bảo tồn tài
nguyên, vừa bảo vệ môi trường sinh thái.
• Sinh thái công nghiệp xem quá trình cải tiến và phát triển công nghệ sản

xuất là yếu tố quan trọng để chuyển tiếp từ hệ công nghiệp không bền vững
hiện tại sang hệ sinh thái công nghiệp bền vững tương lai.
Cơ sở lý luận hình thành khái niệm sinh thái công nghiệp (IEc) chính là sự
trao đổi chất công nghiệp (industrial metabolism- IM). Đó là toàn bộ các quá trình
vật lý chuyển hóa nguyên liệu và năng lượng với sức lao động con người thành sản
phẩm, phế phẩm và chất thải ở những điều kiện ổn đònh. Từ sự nhận thức bản chất
hoạt động của hệ công nghiệp và mối quan hệ tương hỗ của chúng với môi trường
xung quanh, kết hợp với những nhận thức về hệ sinh thái tự nhiên, con người có thể
hiệu chỉnh hoạt động công nghiệp tương thích, tạo nên sự thống nhất hoàn hảo giữa
hệ công nghiệp và hệ sinh thái, tổ hợp thành những hệ sinh thái công nghiệp
(industrial ecosystem- IEs). Trong đó, hệ sinh thái công nghiệp (IEs) bao gồm
nhiều cơ sở sản xuất công nghiệp, được tập hợp thành chuỗi, sao cho chúng sử dụng
sản phẩm và chất thải của nhau, giống như hệ sinh thái tự nhiên (sống và không
sống) của thế giới tự nhiên (bao gồm tổ hợp các thực thể sinh thái vi, động vật, thực
vật và con người).
(b). Khái niệm về quá trình trao đổi chất công nghiệp (industrial metabolism-
IM):
Quá trình trao đổi chất công nghiệp là sự chuyển hoá của dòng vật chất và
năng lượng từ nguồn tài nguyên tạo ra chúng, qua quá trình chế biến trong hệ công
nghiệp, đến người tiêu thụ và cuối cùng là thải bỏ sản phẩm. Trao đổi chất công
nghiệp cho các khái niệm cơ bản về quá trình chuyển hoá hệ thống sản xuất và tiêu
thụ sản phẩm hiện tại theo hướng phát triển bền vững, tạo nên các cơ sở phân tích
Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

5

dòng vật chất, xác đònh và đánh giá các nguồn phát thải cũng như các tác động của
chúng đối với môi trường.
Để nhận thức rõ hơn về bản chất quá trình trao đổi chất công nghiệp, chúng
ta có thể so sánh quá trình này với quá trình trao đổi chất sinh học :

Bảng 1 : So sánh sự khác nhau giữa sinh vật sống và cơ sở sản xuất, nhà máy.
Sinh vật sống Cơ sở sản xuất, nhà máy
Có khả năng tái sản sinh ra
chúng
Chỉ tạo ra sản phẩm và dòch vụ phục vụ
Có tính đặc trưng và không thể
thay đổi đặc tính của chúng trừ
khi trải qua quá trình tiến hoá
và phát triển thích nghi lâu dài
Có thể thay đổi mặt hàng sản xuất cũng như dòch
vụ thương mại từ dạng này sang dạng khác.
Chuyển hoá nguyên liệu, bao gồm cả nhiên liệu
và năng lượng, thành sản phẩm, phế phẩm và
chất thải
Bảng 2 : Đặc điểm quá trình trao đổi chất của các hệ sinh thái tự nhiên và hệ công
nghiệp tập trung hiện tại.
Đặc tính Hệ sinh thái tự nhiên Hệ công nghiệp tập trung hiện tại
Đơn vò cơ bản Sinh vật Nhà máy
Dòng vật chất Hệ khép kín Chủ yếu là biến đổi một chiều
Tái sử dụng Hầu như hoàn toàn Khả năng rất thấp
Vật liệu Có khuynh hướng cô
đặc, chẳng hạn CO
2

trong không khí được
chuyển hóa thành sinh
khối qua quá trình
quang hợp
Hầu như được sử dụng một cách phung
phí để chế tạo ra vật liệu khác, vật liệu

bò pha loãng quá mức có thể tái sử dụng,
nhưng lại bò cô đặc đủ để gây ô nhiễm
môi trường
Quá trình tái
tạo
Một trong những chức
năng chính của sinh vật
là sự tự sinh sản tái tạo
Sản xuất ra sản phẩm và cung cấp dòch
vụ là mục đích chủ yếu của hệ công
nghiệp, nhưng tái sản xuất không phải là
bản chất của hệ công nghiệp
Trong đó, quá trình trao đổi chất sinh học (Bio-Metabolism-BioM) là các
quá trình hoá sinh xảy ra luân phiên trong các phân tử sinh học hay trong cơ thể
sinh vật sống. Sự giống nhau giữa hai quá trình này : BioM bao gồm 2 nhóm quá
trình đồng hóa và dò hóa chính trong cơ thể sinh vật sống, và tương tự như thế IM
của một hệ sinh thái công nghiệp bao gồm các quá trình tổng hợp vật chất (quá
Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

6

trình đồng hoá) và phân huỷ vật chất (quá trình dò hoá). Do vậy, khái niệm trao đổi
chất có thể áp dụng tương ứng cho cơ sở sản xuất, nhà máy, nhưng phải xác đònh
phạm vi dòng vật chất và năng lượng tham gia vào quá trình chuyển hoá vật chất
này.
(c). Khái niệm về chu trình trao đổi chất công nghiệp :
Chu trình trao đổi chất công nghiệp là khái niệm đặc biệt quan trọng trong
khái niệm về quá trình trao đổi chất công nghiệp, cho phép đánh giá mức độ và khả
năng liên kết sinh thái của hệ sinh thái công nghiệp. Bản chất của quá trình trao đổi
chất sinh học là sự tự điều chỉnh thông qua cơ chế sinh học chung và sự đấu tranh

sinh tồn giữa các sinh vật. Hệ sinh thái công nghiệp cũng là một hệ tự điều chỉnh,
song cơ chế chính ở đây là quy luật kinh tế cung – cầu - thò trường. Chu trình sinh
học sinh thái tự nhiên duy trì nhờ ba nhóm chính : sản xuất (cây trồng và vi khuẩn),
tiêu thụ (động vật ăn cỏ hoặc động vật khác) và phân hủy (nấm và vi khuẩn), trong
đó các nhóm sinh học vừa hoạt động, vừa liên kết, đồng thời thực hiện chức năng
tái chế cung cấp nguồn thức ăn cho nhóm sản xuất. Chu trình sinh học sản xuất –
tiêu thụ – phân huỷ tự nhiên có thể duy trì vô hạn nhờ vào nguồn năng lượng ánh
sáng mặt trời, mà trong đó một thực thể sinh vật tồn tại độc lập nhỏ nhất cũng là
một hệ khép kín. Tương tự, trong các hệ công nghiệp, hoạt động của các cơ sở sản
xuất, nhà máy sẽ tạo ra năng lượng và các sản phẩm khác như vai trò của nhóm sản
xuất. Nhóm tiêu thụ sản phẩm là thò trường cung – cầu sản phẩm, năng lượng với
những nhà máy khác, với người tiêu dùng và vi, động, thực vật khác nhau. Quá
trình phân huỷ bao gồm xử lý, thu hồi và tái chế, quay vòng chất thải.
Tuy nhiên, khác với hệ sinh thái tự nhiên, nhóm phân huỷ công nghiệp (chức
năng BVMT) không thể tái sinh hoàn toàn nguyên, vật liệu và năng lượng đã sử
dụng trong quá trình sản xuất. Chúng ta vẫn thiếu nhóm phân huỷ và tái chế nguồn
chất thải hiệu quả, sao cho có thể tuần hoàn như các hệ sinh thái tự nhiên. Nghóa là,
Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

7

chưa thể khép kín hoàn toàn quá trình sản xuất – tiêu thụ – phân huỷ nhân tạo. Do
đó, vẫn chưa thể so sánh với hệ sinh thái tự nhiên, các nguồn nguyên, vật liệu, năng
lượng vẫn bò xả thải ra môi trường xung quanh với khối và số lượng gây ô nhiễm
nghiêm trọng, quá tải sinh thái. Vì vậy, trên cơ sở nắm vững quá trình trao đổi chất
công nghiệp, chúng ta có thể tối ưu hoá hệ công nghiệp để tăng hiệu quả sản xuất,
giảm thiểu chất thải và hạn chế đến mức thấp nhất ô nhiễm môi trường thông qua
việc thiết kế tự tạo và tổ chức xây dựng chu trình vật chất khép kín.
(d). Các dạng chu trình trao đổi chất công nghiệp :
Trong các hệ công nghiệp hiện tại, có hai hình thức sử dụng nguyên, vật

liệu và năng lượng. Dạng thứ nhất là hệ trao đổi chất một chiều, không có sự liên
kết chặt chẽ giữa nguyên vật liệu cung cấp cho hệ thống sản xuất với sản phẩm tạo
thành và quá trình sản xuất, tiêu dùng, thải bỏ sản phẩm không đi kèm với các hoạt
động tái sử dụng hoặc thu hồi năng lượng và nguyên liệu. Dạng thứ hai là hệ trao
đổi chất hai chiều không toàn phần, trong đó có khả năng tái sử dụng tối đa dòng
vật chất trong chu trình sản xuất với nhu cầu cung cấp bổ sung nguyên vật liệu và
phải thải bỏ lưu lượng chất thải xác đònh :
hình 1: Dòng trao đổi chất công nghiệp một chiều :













Năng lượng (4)

Nguyên, vật liệu (1)
Hệ công nghiệp (2)

Quá trình chuyển hoá vật

chất

Sản phẩm và
chất thải (3)
Nhiệt dư (5)

Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

8

Trong đó : Quá trình sản xuất một chiều là dòng 1-2-3; Quá trình chuyển
hoá năng lượng một chiều là dòng 4-2-5. Ký hiệu dòng một chiều(à ).
hình 2: Dòng trao đổi chất công nghiệp hai chiều không toàn phần :










Trong đó : Quá trình sản xuất hai chiều không toàn phần là dòng 1-2-3; Quá
trình chuyển hoá năng lượng hai chiều không toàn phần là dòng 4-2-5. Ký hiệu
dòng một chiều (
à) và dòng hai chiều (↔) .
Vì vậy, tổ chức xây dựng hệ thống công nghiệp thích hợp nhất, là mô hình hệ
công nghiệp sinh thái cải tiến liên hoàn cục bộ tại chỗ, hoặc đa khả năng trao đổi
chất thải, nhằm tạo nên dòng vật chất khép kín cho hệ công nghiệp, bảo đảm hiệu
quả và chất lượng sản xuất cao nhất, trong đó các phương thức trao đổi, tái sinh, tái
chế nguyên vật liệu và năng lượng phải được đa dạng hoá toàn diện giữa các cơ sở

sản xuất và nhà máy, nhằm khép kín toàn bộ chu trình vật chất công nghiệp.
2.1.2 . Các ứng dụng Lý thuyết hiện đại hoá sinh thái (EM) :
Trên quy mô nền sản xuất công nghiệp, chúng ta có thể phát triển ứng dụng
lý thuyết hiện đại hóa sinh thái đồng thời cho cả ba đối tượng công nghiệp chính là:
hệ công nghiệp (đa ngành, đa KCN tập trung), KCN tập trung (đa ngành và đa cơ
sở sản xuất, nhà máy) và hạt nhân cơ sở sản xuất, nhà máy. Tuy nhiên, đối với quy
mô là hạt nhân cơ sở sản xuất và nhà máy công nghiệp, các giải pháp sinh thái sẽ
vừa có tính nội bộ riêng lẻ (các giải pháp quản lý môi trường, kiểm soát ô nhiễm và
Năng lượng (4)

Nguyên, vật liệu (1)
Hệ công nghiệp (2)

Quá trình chuyển hoá vật

chất

Sản phẩm và
chất thải (3)
Nhiệt dư (5)

Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

9

SXSH hướng theo sinh thái công nghiệp), vừa có tính hệ thống (phụ thuộc vào mô
hình tổ chức KCN sinh thái trong mối quan hệ hữu cơ và đồng bộ với các cơ sở sản
xuất và nhà máy công nghiệp khác). Do vậy, tại đây chúng ta chỉ nghiên cứu áp
dụng hai mô hình chính : quy mô hệ sinh thái công nghiệp và quy mô KCN sinh
thái, ( các vấn đề sinh thái công nghiệp của HSTCN và KCN sinh thái sẽ phải bao

hàm các nội dung tương ứng áp dụng cho từng cơ sở sản xuất và nhà máy công
nghiệp thành phần của nó).
(a). Mô hình hệ sinh thái công nghiệp (IEs) :
Mô hình hệ sinh thái công nghiệp (IEs) là mô hình tổ chức hệ công nghiệp
tối đa hoá chu trình vật chất khép kín, bao gồm việc áp dụng các nguyên lý tự
nhiên vào hệ thống công nghiệp do con người điều khiển với các mối quan hệ giữa
các KCN, cơ sở sản xuất và nhà máy trên cơ sở trao đổi chất thải/sản phẩm phụ.
Các thành phần chính của hệ sinh thái công nghiệp (IEs) được tạo thành từ tất cả
các khâu sản xuất, chế biến, tiêu thụ và thải bỏ sản phẩm công nghiệp, đồng thời
mở rộng kết hợp với các ngành sản xuất khác như, sản xuất nông – lâm – thuỷ sản,
dòch vụ….
Hình 3: Các thành phần chính của hệ sinh thái công nghiệp :










Như vậy, bốn thành phần chính của hệ sinh thái công nghiệp bao gồm :
• Cơ sở sản xuất, nhà máy sản xuất nguyên vật liệu và năng lượng ban đầu;
Bộ phận chế biến/sản xuất
Nguyên liệu và năng lượng
Bộ phận sản xuất nguyên liệu
và năng lượng ban đầu
Bộ phận tiêu thụ và thải bỏ
sản phẩm

Bộ phận xử lý chất thải

Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

10

• Nhà máy chế biến nguyên vật liệu;
• Nhà máy xử lý/tái chế chất thải
• Hệ thống tiêu thụ và thải bỏ sản phẩm.
Cơ sở sản xuất nguyên vật liệu và năng lượng ban đầu bao gồm một hoặc
nhiều nhà máy cung cấp nguồn ổn đònh cho hoạt động của hệ sinh thái công
nghiệp, kể cả quá trình chế biến nguồn thô thành nguồn tinh chế cần thiết cho sản
xuất. Sau đó là quá trình sản xuất công nghiệp cho những sản phẩm đáp ứng nhu
cầu thò trường. Sản phẩm sau khi sử dụng sẽ được thải bỏ hoặc tái chế. Các nguồn
chất thải từ khâu nguyên liệu đến khâu tiêu dùng, thải bỏ sẽ được nhà máy xử lý
chất thải thu gom, phân loại, xử lý và tái sử dụng, trong đó phế phẩm và sản phẩm
phụ hoặc được cung ứng tiêu dùng trao đổi hoặc được quay vòng tái chế sản xuất.
Các nhà máy chế biến nguyên liệu cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tái sinh
tái chế và sử dụng chất thải .
Hệ sinh thái công nghiệp liên hoàn ở cả phạm vi trong và ngoài hệ thống,
tận dụng nguyên vật liệu và năng lượng thải bỏ của các nhà máy khác nhau trong
hệ thống và của các thành phần ngoài hệ thống như các khu vực dân cư và dòch vụ
cục bộ. Bằng cách này, lượng nguyên liệu và năng lượng tiêu thụ cũng như lượng
chất thải phát sinh sẽ giảm do chất thải/phế phẩm được sử dụng để thay thế một
phần năng lượng và nguyên liệu cần thiết.
Hệ sinh thái công nghiệp có thể được phân chia thành nhiều dạng khác nhau
dựa trên ranh giới hoạt động, bao gồm :
• IEs theo chu trình vòng đời sản phẩm : gianh giới của IEs được xác đònh
theo các thành phần kinh tế (nhà sản xuất và người tiêu dùng) liên quan tới
một loại sản phẩm cụ thể.

Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

11

• IEs theo chu trình vòng đời nguyên liệu : tương tự như trên, song gianh giới
của IEs được xác đònh bởi các thành phần liên quan tới một loại nguyên liệu
cụ thể.
• IEs theo diện tích/vò trí đòa lý : gianh giới đòa lý của IEs không kể đến khu
vực tiêu thụ sản phẩm và chỉ gồm các khu vực thành phần của IEs.
• IEs theo loại hình công nghiệp : một nhóm các cơ sở sản xuất thuộc cùng
loại hình công nghiệp hợp thành IEs theo tiêu chí môi trường chung của từng
loại hình công nghiệp.
• IEs theo hệ thống công nghiệp hỗn hợp : không đề cập tới ranh giới cụ thể,
mà chỉ xem xét mối quan hệ tương quan giữa các nhà máy có thể sử dụng
phế phẩm/phế liệu của nhau. Đây là mô hình phổ cập nhất. Tuy nhiên, cũng
có quan điểm cho rằng tiêu chuẩn cơ bản để xác đònh ranh giới của hệ sinh
thái công nghiệp là vò trí đòa lý hoặc chuỗi sản phẩm/nguyên liệu.
(b). Mô hình khu công nghiệp sinh thái (EIP) :
Mục đích của mô hình tổ chức xây dựng KCN tập trung là nhằm xây dựng
một hệ thống công nghiệp nhiều nhà máy hoạt động độc lập, kết hợp với nhau một
cách tự nguyện, hình thành quan hệ cộng sinh giữa các nhà máy với nhau và với
môi trường. Trong đó, các nhà máy thuộc KCN sinh thái (EIP) cùng chia sẻ nỗ lực
đạt hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường chung thông qua việc quản lý hiệu quả
năng lượng, nước và nguyên liệu sử dụng. Theo tài liệu tham khảo, một KCN sinh
thái (EIP) phải bao gồm các nhà máy cộng sinh trên cơ sở các phối hợp sau đây :
• Trao đổi các loại sản phẩm phụ;
• Tái sinh, tái chế, tái sử dụng sản phẩm phụ tại nhà máy, với các nhà máy
khác và theo nhu cầu bảo toàn tài nguyên thiên nhiên;
• Các nhà máy phấn đấu sản xuất sản phẩm thân thiện với môi trường (sản
phẩm sạch);

Xây dựng khu công nghiệp sinh thái cho khu công nghiệp Hiệp Phước, Huyện Nhà Bè, TPHCM

12

• Xử lý chất thải tập trung;
• Các loại hình công nghiệp phát triển trong KCN được quy hoạch theo đònh
hướng bảo vệ môi trường của KCN sinh thái (EIP);
• Kết hợp giữa phát triển công nghiệp với các khu vực lân cận (vùng nông
nghiệp, khu dân cư…) trong chu trình trao đổi vật chất (nguyên liệu, sản
phẩm, phế phẩm, chất thải).
Bên cạnh đó, KCN sinh thái (EIP) cần phải đạt các tiêu chuẩn trong quy
hoạch thành lập và xây dựng hoặc chuyển đổi KCN cơ bản như sau :
• Sự tương thích về loại hình công nghiệp theo nhu cầu nguyên vật liệu – năng
lượng và sản phẩm – phế phẩm – chất thải tạo thành.
• Sự tương thích về quy mô sao cho có thể thực hiện trao đổi vật chất theo nhu
cầu sản xuất của từng nhà máy, nhờ đó giảm được chi phí vận chuyển, trao
đổi, giao dòch và gia tăng chất lượng của vật liệu trao đổi.
• Giảm khoảng cách vật lý giữa các nhà máy nhằm hạn chế việc thất thoát
nguyên vật liệu trong quá trình trao đổi, giảm chi phí vận chuyển và chi phí
vận hành, cộng sinh về truyền đạt và trao đổi thông tin sản xuất, tiêu thụ và
trao đổi chất thải.
Theo các tài liệu tham khảo, mô hình KCN sinh thái ứng dụng theo Lý
thuyết Hiện đại hoá sinh thái (EM) không thể đơn nhất như các giải pháp SXSH đã
xem xét ở trên, vì các mối quan hệ cộng sinh công nghiệp trong KCN rất đa dạng
theo ngành nghề và lónh vực sản xuất, cũng như theo các dạng khác nhau của chất
thải cần trao đổi. Vì vậy, mỗi lónh vực ứng dụng quan hệ cộng sinh KCN sinh thái
sẽ phải có mô hình cụ thể hoá, phù hợp với bản chất sinh thái công nghiệp cần xây
dựng và tạo thành. Đây là khó khăn lớn không chỉ trong điều kiện thực tế ở nước ta,
mà còn trong điều kiện của các nước công nghiệp phát triển có trình độ và khả
năng kỹ thuật hiện đại.