新湖石化abs污水处理工程调试及运行 15页

'新湖石化ABS污水处理工程调试及运行前言新湖(常州)石化有限公司ABS污水处理工程，是由韩国新湖油化株式会社提供全部技术和设备，于二00二年十一月底建成并投入设备调试及试运行，二00三年三月转入正常生产。该工程设计能力为每天675立方米，总造价100万美元。1.处理工艺1.1　ABS污水的特点。工艺废水主要产生于IM-ABS和SAN工段的干燥阶段和洗涤塔，生产废水中主要污染物为苯乙烯、丙烯腈等。ABS污水日产600吨，色白，泡沫浓密，CODcr在3000－5000mg/l，BOD5在1500-2000mg/l，SS在1300－2000mg/l，处理后CODcr在160-250mg/l，BOD5在26-150mg/l，SS在40－120mg/l。1.2　工艺流程。该工程采用物化和生化处理相结合的综合性方法来处理污水，出水达到三级标准。工艺流程由五部分组成。第一部分为预处理，污水通过细格栅，进入调节池，通入空气，使水质均匀，加入消泡剂，经水泵提升后进入第一絮凝池。第二部分为一级絮凝，沉淀，此部分靠絮凝剂和重力，使上清液流入活性污泥池。第三部分为生化处理，污水由第一沉淀池重力流出后，进入活性污泥曝气池，处理后的水一部分进入二沉池，一部分污泥回流活性污泥曝气池。第四部分为二级絮凝，沉淀，重力流入三沉池，三沉池上清液外排。第五部分为污泥浓缩和脱水部分，一沉池污泥，二沉池部分剩余污泥，三沉池污泥经泵打入污泥浓缩池，再经泵流入污泥脱水器，污泥外运处置。1.3　工艺特点。该工艺采用PLC自动监控，处理效率稳定。2.设备调试运转设备安装完毕后，按单机试车局部联合试车和系统联合试运转三个步骤进行设备调试。韩国新湖油化株式会社技术人员依据实际经验，对设备的机械部位进行调整，仪表控制柜，现场仪表调试，污水泵，污泥泵和风机的调试。韩国裕泉工程株式会社机械和电器技术人员对带式压滤机进行调试。在调试过程中，一些具体问题，下面做详细叙述。2.1调整调节池进水口。调节池是露天敞开式的，由于工艺废水水温在50℃以上，为了避免高温对活性污泥的影响，调整了调节池的进水口，使调节池进水口远离出水口，以利于废水散热。当时设备调试期天气寒冷，问题不是显得很必要，随着气温的升高，这一措施的优点就很明显了。2.2 增加活性污泥的营养。在初期污泥驯化时，由于工艺废水具有一定毒性，驯化周期拉长，为使活性污泥尽快生长，我们将公司生活废水收集，增加水泵，水管，将生活废水，主要是化粪池废水，自动打入活性污泥池，极大地改善了活性污泥的活性。由于公司生产具间隙性，短期大量废水涌入，每次对活性污泥都是强力冲击，缓缓不断的生活废水使活性污泥得以延续。活性污泥中常见的原生动物有三类，一是肉足类，典型的肉足类为变形虫属、简便虫属、表壳虫属和鳞壳虫属等；二是鞭毛类，鞭毛虫又分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫，常见的植物性鞭毛虫有滴虫属、屋滴虫属和眼虫属等，常见的动物性鞭毛虫有波豆虫属、尾波虫属等；三是纤毛类，分为游泳型和固着型两种，游泳型包括漫游虫属、草履虫属、肾形虫属、斜管虫属，固着型常见的有钟虫属、累枝虫属、盖虫属、聚缩虫属、盾纤虫属和壳吸虫属等。观察原生动物的种类组成、数量、生长和变化状况，反应出细菌的生长和变化情况，同时间接地评价污水处理过程和处理效果的好坏，起指导生产的作用。一般活性污泥正常时，大量钟虫、累枝虫、壳吸管虫等纤毛类原生动物出现，出水澄清，处理效果较好；受负荷冲击时，纤毛类原生动物消失，仅有大量鞭毛类原生动物，受到强力冲击时，没有活性菌，同时出水浑浊，处理效果差；当大量旋轮虫、线虫出现时，成熟活性污泥趋于解体状态，急需补壮措施。2.3调整絮凝剂管线的位置，既便于观察絮凝剂数量的大小，又利于快速搅拌，加快絮凝生成。2.4压滤机刮刀的调整。压滤机刮刀和滤带的接触压力可以利用弹簧来调整刮刀的位置，但弹簧位置在刮刀的两端，刮刀材质为塑料，如若弹簧拉力不够，刮泥效果不好，但弹簧拉力足够，刮刀中间不受力，刮泥效果同样不好，几经周折，我们在刮刀的中间部位增加了外力，提高了刮泥的效率。2.5压滤机滤布。压滤机滤布的清洗是由清洗泵、水源和喷淋管等组成，清洗水压达到4公斤，但由于浓缩污泥回流水含有大量大于喷嘴直径的颗粒物，因此极易堵塞喷嘴，引发清洗不良，滤布上留下污泥迹，压滤效果降低，需及时疏通。如果采用清洁水，则以上现象不发生，但清洗水量较大，产生大量污水。实践表明，清洗不好，絮凝质量不高和压滤机刮刀不到位，都影响压滤效果。如果絮凝质量好，刮刀合适，回流水清洗疏通及时，滤布清洁，压滤效果非常好。2.6污泥泵。当气温在25摄氏度以上时，污泥浓度明显变大，流动性较弱，污泥泵出泥量减至三分之一。我们检查了污泥泵的进出口，没有发现异常物缠绕，因此判断污泥流动阻力大而引起。当我们将污泥浓度适当稀释后，污泥泵运转正常。2.7　污泥回流管内污泥断流问题。进入设备调试阶段后，我们发现污泥回流至曝气池的泥量较少，有时甚至断流，经查，污泥泵前阀门关不死，很明显阀门处有异物缠绕，时间长造成管道堵塞，甚至完全堵死，就会出现流量减少甚至断流的现象。鉴于此，我们从异物的源头，即生活废水集中池泵前加栅网，并在公司检修时，将阀门卸下，取出异物，污泥回流管污泥线畅通。3. 絮凝剂的选择絮凝剂由无机絮凝剂和有机絮凝剂结合，目的是更好地进行水和泥分离。采用的是类似JAR絮凝测试。3.1聚合氯化铝（PAC）是水处理中最常用的絮凝剂之一。我们选择了聚合氯化铝（PAC）、硫酸铝和聚合氯化铝铁（PAFC）三种进行试用，聚合氯化铝铁相比较聚合氯化铝，矾花相似，但沉降速度更快，因此我们试用了二个星期，但聚合氯化铝铁至絮凝池的输运管线严重结垢，被迫更换输运管线，为此处理设施停止运行了三天。硫酸铝因限于供应商大多只能提供固体硫酸铝，且液体硫酸铝用量较大，价格性能比逊于聚合氯化铝，因此目前以聚合氯化铝为适用絮凝剂。3.2　PAC浓度的选择。我们选择的PAC浓度有100ppm、200ppm、300ppm、400ppm、500ppm、600ppm六个，实践证实，PAC的浓度越高，出水越清，但PAC的浓度达600ppm，上层水澄清，但静置后上层水量只占总量的十分之一，下层泥量占总量的十分之九，显然对大量工业废水处理是很不实际的。后依据实际情况，PAC浓度选择在100－300ppm，达到投药量少、污泥量少、效率高的目的。3.3　有机合成高分子絮凝剂，我们主要对500万、1200万、1500万等不同分子量阴离子型聚丙烯酰胺（PAM）进行对比试验，选择了COD去除效果最佳的分子量为1200万的阴离子型聚丙烯酰胺。3.4　PAM浓度的选择。同样经过对比试验，最终选择了3－20ppm。3.5　浓缩污泥的絮凝剂，同样选择了阴离子型聚丙烯酰胺，阴离子型聚丙烯酰胺和阳离子型聚丙烯酰胺相比，价低，对化学絮凝污泥的再絮凝性价比高于阳离子型聚丙烯酰胺，阳离子型聚丙烯酰胺对生化污泥絮凝效果较好，但公司主要是化学絮凝污泥。4．运行情况系统自运行以来，处理后出水COD一直稳定在200－300mg/l，PH、BOD、SS等处理后均稳定达到GB8978-1996中三级排放标准。2003.06通过了常州市新区环保局的竣工验收。由于系统自动化程度较高，一旦设备出现故障，若不能及时修复，极易影响水质，因此备件准备要及时。的培育需要较长的时间和巨大的投资，替代产业成熟为止，整体经济萧条的趋势仍在持续。本章小结本章讨论了经济区位和区位选择问题。区位是由区位主体和区位单元构成，区位因素是支撑区位主体和区位单元形成特定区位的基本元素，是区位主体进行区位选择的基本条件。无论是静态区位选择还是动态区域选择，都要对区位因素进行认真的分析。区位选择就是人们选择性地接受具有不同成本和风险的具体地点对某种收益率的承诺。静态区位选择，就是在某些特定区位要素条件下，为了特定的目标而进行的区位选择过程。特定区位要素促成特定区位模式的形成，区位主体为了达到其特定目标，根据自身的劣势，尽可能地选择适合于它本身的合理区位。在运输成本导向性区位模式下，区位选择遵循“理论重量”最大化法则；在排斥力占优区位模式下，产品市场具有竞争性，厂商希望与对手保持一定的距离，因此形成空间垄断市场和市场势力范围。如果厂商的垄断市场范围并不固定，则在利益的驱动下，厂商总是想方设法获取对方的市场范围，于是制定空间定价策略，通过降价来争夺对方的市场范围。霍特林模型告诉我们，在线性市场，如果产品对需求的价格弹性很大，则两个厂商最好是选择在中央，如果相反，则最好是各自选择线性市场的两端。在聚集力占优区位模式下，区位选择情形与排斥力占优区位模式下正好相反。区位主体为了最大化自己的利益，人为构筑生产区位和市场区位的外部经济性，聚集到一起形成合理的产业链，获取生产要素的互补优势，以及提高多样化产品市场的吸引力。在劳动力导向区位模式下，工资率空间差异和生活成本空间差异是决定劳动力流向的根本因素，此时区位主体的区位选择应根据投入要素中劳动力要素所占比重的大小以及生产活动对劳动力技能的特殊要求。从生产理论研究区位选择是本章的另一个重要内容。传统的生产理论在厂商利润最大化目的下只考虑生产技术和投入要素的当地成本，完全忽视要素运进和产品运出的运输成本、以及生产集中的外部经济性，然而现实中的空间运输成本和生产集中的外部性恰恰是最重要的内容之一。如果把空间运输成本和生产集中的外部经济性纳入到一般均衡分析框架，则区位选择问题的重要性显现出来了。此时，不仅要考虑基础价格、交易价格和生产规模所决定的市场约束问题，还要考虑产品和要素运输成本和空间距离。在实际区位选择过程中，考虑物理权重的同时还要考虑体现生产技术变化和规模经济性的理论权重。动态区位选择，就是在区位要素变化条件下，为了实现收益最大化而进行的区位选择。区域经济是块状经济，块状之间总存在着非均衡力，正是这种非均衡力所决定的循环累积因果链决定具体区位的优劣性。区位非均衡力是市场引力、降价引力、竞争斥力之和，前两项之和称为聚集力，后一项称为分散力，聚集力和分散力的大小决定要素的流动方向。聚集力大于扩散力时，区位主体进入该区位；反之退出该区位。具体来说，区位主体总是希望选择市场规模较大的区位；其他条件相同的情况下，区位主体将选择区内市场开放度较大的区位；当区际市场开放度很大时，区位主体的生产区位不稳定，会向市场规模大的区位转移。动态角度来考虑某一区位的优劣，则聚集性循环累积因果链不断加强某一区位的区位优势，而分散性循环累积因果链不断削弱某一区位的区位优势。这种机制的外在表现就是有些区位不断自我强化本身的优势，而有些区位自我削弱本身的优势，最终沦落为萧条区。 参考文献[1]EdgarMaloneHoover,FrankGiarratani,AnIntroductiontoRegionalEconomics(3rdedition),January,1984.[2]KrugmanP,1992,“Increasingreturnsandeconomicgeography”,Journalofpoliticaleconomy[J],91:483-499.[3]BaldwinR.MartinP.andOttavianoG.I.P.,2001,“Globalincomedivergence,tradeandindustrialization:thegeographyofgrowthtake-off”,JournalofEconomicGrowth,[J],6:5-37.[4]BaldwinR,etc.,Economicgeographyandpublicpolicy,PrincetonUniversityPress,2003.[5]HaroldHotelling,1929,“StabilityinCompetition”,EconomicJournal[J],39:41-57.[6]WalterIsard,LocationandSpace-Economy,Cambridge,Mass,:MIT,1956.[7]安虎森主编，《区域经济学通论》，经济科学出版社，2004年9月。[8]安虎森主编，《空间经济学原理》，经济科学出版社，2005年12月。[9]魏后凯主编，《现代区域经济学》，经济管理出版社，2006年1月。 第四章区域经济增长及增长模式在第三章，我们重点讨论了企业是如何选择其生产区位的问题。企业选择区位的过程，其本质是企业或资本的转移过程，而企业或资本的转移必然涉及到经济活动的聚集与分散问题。经济活动的聚集与分散又关系到经济增长方式的选择问题。经济增长是一个国家或地区经济规模的扩大，即生产能力或实际产出量的增加，一般以实际GDP或人均GDP的增长率来衡量。不管采取何种经济增长方式，区域经济增长都要回答两个问题：一是为什么一些国家或地区比其他国家或地区富裕，经济增长的源泉何在？二是实际收入是如何增长的？第一个问题实际上是解释影响一个国家或地区经济增长的因素，第二个问题则是研究一个国家或地区经济增长的路径。影响经济增长的可能因素非常多，如有效需求、物质资本、人力资本、技术水平、劳动人口的数量和素质、制度变迁以及战争和自然灾害等突发性事件。另外，各个国家或地区经济增长和经济发展的路径也不尽相同。为此，本章从经济增长的一般理论开始，介绍区域经济增长的一些基本理论、经济增长的两种模式（均衡增长模式和非均衡增长模式）、欠发达地区工业化的市场条件以及经济增长的两种战略（进口替代和出口替代）等内容。但我们的兴奋点不在于单纯地讨论各种不同的经济增长理论，更重要的是强调含有空间维且不完全竞争下的区域经济增长理论与不含空间维且完全竞争下的区域经济增长理论的区别与比较，会发现这两种类型的经济增长理论具有很大的区别。现实中的经济不是完全竞争经济，且在时空中运行，故在本章中发现含有空间维且不完全经济下的经济增长理论更加贴近现实。第一节凯恩斯框架下的区域经济增长理论一、哈罗德—多马模型现代经济增长理论源于哈罗德—多马模型。该模型是英国经济学家哈罗德和美国经济学家多马在上个世纪三四十年代独立研究而得出的基本一致的结论，经济学界为了便于分析，通常将其合称为哈罗德—多马模型。哈罗德（1939）和多马（1946）根据凯恩斯的收入决定论（或者说有效需求理论），把凯恩斯经济学的总量模型（特别是，即总投资等于总储蓄）动态化、长期化，从而得出了经济增长的一般模型。由于哈罗德模型的基本内容被人更为广知，我们在这里先简单介绍哈罗德模型，然后再把多马模型与之进行比较。1、哈罗德模型的基本假设与逻辑哈罗德从一个只生产一种产品、使用劳动和资本两种生产要素的封闭经济系统开始分析。在这个经济系统中，储蓄与国民收入存在某种简单的固定比例关系，即，表示边际储蓄倾向，也表示储蓄率；单位产出增加所需的资本量不变，也就是说规模报酬不变（或者说资本－产出比不变），即；劳动力的增长率是外生变量。他进一步假定资本和劳动之间不能相互替代，也就是说，不存在技术进步，即的值不变；不存在政府干预和国际贸易。在这些假定条件下，哈罗德从充分就业的初始状态着手分析经济增长现象。 哈罗德提出了实际经济增长率、有保证的经济增长率和自然增长率的概念。根据凯恩斯经济学的总量模型，即总投资等于总储蓄，得出有保证的经济增长率；社会上众多独立生产者分散活动的结果而产生的有效需求，决定实际增长率；如果把人口和技术等因素的变化考虑进来，就是自然增长率。一个国家或地区的国民经济要实现理想的长期增长，就必须保证实际增长率、有保证的增长率和自然增长率相等。2、哈罗德模型的主要内容和结论哈罗德把实际增长率定义为，表示国民收入的增长率；把有保证的经济增长率定义为，表示人们的意愿储蓄率，表示追求利润最大化的厂商满意的资本－产出率；自然增长率是指潜在的最大的经济增长率，是在充分就业的情况下，适应劳动力增长、技术进步和资本积累等的最大增长率，即。哈罗德认为，假定经济一开始处于充分就业状态，要保持长期充分就业，就必须保证；要保持稳定的经济增长且充分利用生产能力，就必须保证。如果实际增长率大于有保证的增长率，投资就会超过储蓄，引发通货膨胀；反之，投资就会小于储蓄，引起失业。如果自然增长率大于有保证的增长率，经济增长就不会受到劳动力和技术的限制，经济出现长期繁荣的趋势；相反，经济增长就会受到劳动力和技术的限制，经济则出现长期停滞。这样，哈罗德提出了一个国家或地区长期保持充分就业的稳定经济增长的实现条件，即。哈罗德的理论集中在有保证的经济增长率上。他指出，由于乘数原理和加速数原理的共同作用，一旦或，就无法调整到均衡状态，而且二者之间的背离会越来越大，任何高于均衡经济增长的实际增长速度都会不断增加，任何低于均衡经济增长的实际增长速度都会不断减少，结果是经济停滞或长期通货膨胀。因此，经济增长具有内在的不稳定性。3、多马模型与哈罗德模型的主要区别和特点哈罗德模型的经济增长公式为，多马提出的经济增长公式则为，表示产出—资本比，即资本的生产率，二者没有实质上的差别。其主要差别在于，多马的出发点是投资的二重性。投资一方面通过乘数原理产生需求，另一方面能够增加生产能力。他试图找到使需求增长率与生产能力增长率相同的各种条件。他把失业分为两种情况：一种是需求不足引起的失业；另一种是资源配置无效或低效引起的失业，即投资的生产效率低于最大值。多马认为，失业不取决于国民收入水平，而是取决于收入与生产能力的比率。多马把每多生产一单位产出额外所需要的资本和生产能力的增加直接联系起来。哈罗德－多马模型主要从需求方面解释经济增长，强调资本积累对经济增长的推动作用，揭示了储蓄率与经济增长的关系以及经济增长的不稳定性特征。但是，该模型在方法上存在一个主要弱点，它假定资本－产出比固定不变以及资本和劳动之间相互不可替代。这两个假设对该模型来说是关键性的，但对于现实的经济增长却是不恰当的。这样，他们在对稳定增长的可能性上就得出了比较悲观的论点，也就是说，实际增长率同有保证的增长率之间的差额会累进扩大。另外，该模型是一般意义上的理论模型，根本没有考虑空间维，很难用来解释区域经济增长问题。二、需求决定的区域经济增长理论 在哈罗德－多马模型里，不存在国际贸易，每个国家或地区都是彼此孤立的，更不涉及区域因素和区域系统。哈特曼和思科勒（1967）从标准的收入等式出发，运用时间分析，把凯恩斯经济学的短期宏观经济模型扩展为动态的增长模型，并把区域系统纳入到经济增长中来。他们提出的经济增长公式为：（4-1）其中，表示收入，表示消费,表示投资，表示出口，表示消费品的进口，表示资本品的进口，下标表示时期。又，，，，其中，表示边际或平均消费倾向，表示消费品的边际或平均进口倾向，表示资本品的边际或平均进口倾向，表示资本－消费比率。在这个模型里，一个国家或地区的经济增长取决于资本积累，未来资本存量的区域分布取决于初始的资本存量的区际分布和模型的结构参数（各个地区的储蓄倾向、资本－产出比率以及储蓄的区际流动等）。每个地区的经济增长率都将不同于封闭经济状态下的增长路径。由于乘数原理和加速数原理的作用，该模型同样不存在稳态的增长路径。该模型假定关键参数固定不变，他们把区际系统看作是一组没有空间的点，而区域发展的许多问题隐含着参数的变化和不连续性，正如第一章所指出的，区域经济为块状经济，块状经济的最大特征就是经济现象的非连续性和间断性，表现在模型中就是经济变量在空间维度上的差异。另外，空间经济中的引致投资效应远比简单的总资本—产出关系复杂，它尤其要求分析私人投资对基础设施投资的空间集中的反应。而且，该理论在乘数效应上也没有考虑空间上的差异及其对投资增长的间接影响。第二节新古典的区域经济增长理论一、新古典经济增长理论哈罗德—多马虽然承认资本—劳动比和资本—产出比实际上是变化的，但是他们在分析中却假定它们是固定不变的，也就是说假定生产技术固定不变。这一假定排除了技术进步对经济增长的影响，从而把经济增长的解释变量限定为资本积累和人口增长。这一点受到许多经济学家的诟病，从1950年代开始，以索洛（1956）和斯旺（1956）等为代表的一批经济学家，修正了这一假定，以总量生产函数为基础，提出了新古典经济增长理论。1、新古典经济增长理论的基本假设以及主要内容索洛认为，除了资本－产出比不变以外，哈罗德－多马模型的其他所有前提假设都可以采纳。索洛采用的基本方法是：把因技术变化而导致的劳动生产率的变化，与因人均资本变化而导致的劳动生产率的变化分离开来。他以完全竞争为前提，劳动、资本和商品市场处于竞争均衡状态，各种生产要素的报酬等于其边际产品，劳动投入和资本投入存在某种正的且平滑的替代弹性。索洛通过总量生产函数，把产出同资本和劳动的投入联系起来了。具体地说，他假定：资本与劳动存在替代关系，因而资本—劳动比率可变；产出的增长主要由资本和劳动两种生产要素所推动，资本和劳动的产出遵循边际生产力递减规律；市场是完全竞争的，价格机制起着主要的调节作用，资本和劳动可以通过市场竞争实现替代；存在技术进步，但是，技术进步系数是一个有着固定趋势的常数，也就是说，技术进步属于“哈罗德中性”，技术的变化不影响资本—产出比，因而，规模收益保持不变。在上述假设条件下，索洛首先构建了总量生产函数：。表示产出， 表示资本投入量，表示劳动投入量，表示技术变化因子。需要指出的是，这里资本和劳动的投入数量都是用实物单位计量的，也就是说这里的各个变量都是实际变量，而不是名义变量；这里的技术变化是生产函数形式变化的简单表述，他把相同投入条件下的产量变化、劳动力教育的改进等诸如此类的事物都看作是“技术变化”因素。在技术变化为中性的情况下这里，我们在中性技术变化的假定下讨论，技术变化非中性的情况稍微复杂一些，但是结论基本相似，有兴趣的读者可以参考高级宏观经济学或经济增长理论方面的教科书或专著，如戴维•罗默的《高级宏观经济学（商务印书馆，1999年版）》；罗伯特•J•巴罗和哈维尔•萨拉伊马丁的《经济增长（中国社会科学出版社，2000年版）》。，生产函数的形式如下：（4-2）是某一时期内技术变化的累积效应。对式（4-2）求时间的全微分并除以，就可以得出产出增长率公式：(4-3)式(4-3)中的点“•”表示对时间的导数。如果我们把资本和劳动的相对份额分别定义为和，那么，式（4-3）就可以写成：（4-4）根据该经济增长公式（式4-4），索洛利用美国1909－1949年的雇用劳动力的百分比、资本储备、资本在总收入中所占的份额、私营非农业GNP/每人•小时以及每人•小时占用的资本等数据粗略地进行估计，结果显示：这一时期美国GDP的年均增长率为2.9﹪，其中0.32﹪是资本积累的贡献，1.09﹪源于劳动投入的增加，其余的1.49﹪则归因于技术进步。技术进步对经济增长的贡献就是所谓的“索洛余值”。这表明美国的技术进步序列具有强烈增长的趋势。2、新古典经济增长理论的基本结论新古典经济增长理论认为，经济体系的增长源于储蓄率、人口增长和技术进步等外生因素，没有这些因素，经济将无法实现持续增长。发达国家或地区由于资本充裕，资本的边际生产力较低，而比较落后的国家或地区的资本稀缺，资本的边际生产力较高，资本将从发达国家或地区流向比较落后的国家或地区。这样，随着经济发展，各个国家或地区的经济增长将出现趋同的趋势，各个国家或地区政府的政策对经济的长期增长没有影响。新古典经济增长理论把总量生产函数和储蓄率不变的假定相结合，构建了一个简单的经济增长的一般均衡模型，换个角度说，它是从供给方面分析经济增长，这是它与哈罗德－多马模型的主要区别。新古典经济增长理论与哈罗德－多马模型的另外一个主要区别是它允许资本和劳动之间的相互替代。新古典增长理论的主要贡献在于把经济增长研究的重点明确地转到技术进步上来，强调了技术进步对经济增长的主要推动作用。 新古典经济增长理论的一个主要特征是生产要素的边际收益递减，因此，在没有技术进步的情况下，长期的人均经济增长率趋于零，也就是说，长期持续的经济增长只能用外生的技术进步来解释。索洛把人均产量的变动归结为人均资本的变化（）和劳动有效性（或者说技术变化累积效应）的变化。如果资本收益大致体现了它对产量的贡献，那么资本积累的变动既不能很好地解释世界经济的长期增长，也不能很好地解释国家或地区间的收入差别。在这种情况下，只有技术进步才能保证人均产量的长期增长。而新古典增长理论特别是索洛模型对技术进步的处理又很不完善。一方面，索洛既把技术进步看作是外生给定的，同时又把它认定为经济增长的驱动力，这就在逻辑上陷入了循环怪圈；另一方面，索洛也没有说明技术进步指的是什么，是什么因素导致了它的变动。二、完全竞争下的新古典区域经济增长理论20世纪60年代，许多区域经济学家，如博茨（1960）、博茨和斯坦（1964）、罗曼斯（1965）、希伯特（1969）等，把区际系统的开放度纳入到标准的新古典经济增长理论中来，构建了多个区域经济增长模型，为当时一些地区出现的人均收入区际收敛现象的解释提供了理论基础。新古典区域经济增长理论假定市场完全竞争、规模收益不变，一个地区的经济增长源于资本、劳动力和技术进步这三种生产要素的区内供给和区际流动。其数学表达式为：（4-5）其中，，，，。在这个模型中，下标和表示不同的区域，、、和分别表示一个区域某一时期内的产出增长率、资本供给增长率、劳动供给增长率和技术进步系数，表示资本对收入的弹性系数，表示储蓄占收入的比率，表示资本—产出比，表示本地劳动供给的增长率，表示一定时期内从区域转移到区域的净资本数量占区域资本存量的比例，表示一定时期内从区域迁移到区域的净人口数量占区域总人口的比例，和分别表示资本收益率和工资率。新古典区域经济增长与新古典经济增长理论的一个很大区别在于，它把生产要素的区际流动作为驱动经济增长的一个关键因素。新古典区域增长理论能够很容易地适用于国家的情形。该模型把经济增长和生产要素的区际流动结合起来，把经济增长的解释变量（资本、劳动力和技术）从本国或本地区的自身积累扩展到自身积累和外部流入。然而，这一模型在解释区域的现实经济增长时，也存在一些问题：一方面，该模型仍然没有考虑空间聚集经济和规模经济，更没有考虑到现实经济的块状特征；另一方面，它也没有说明生产要素区际流动的机制。三、垄断竞争下的新古典区域经济增长理论—资本创造理论 前面所介绍的新古典经济增长理论和新古典区域经济增长理论，是在完全竞争和规模收益递减（或不变）的框架下进行讨论的。然而，许多区域经济现象都涉及到规模经济和垄断竞争的市场结构。20世纪末，鲍德温（1999）基于迪克希特—斯蒂格利茨的垄断竞争和规模报酬递增的框架，根据克鲁格曼的核心—边缘模型，提出了区域经济增长的资本创造理论。1、资本创造理论的基本逻辑和假设资本创造理论引入了资本创造与资本折旧这两种变量，这里不存在资本的区际流动。在该理论中，资本增加是区域经济增长的关键，但是，资本在区域间是不流动的，一个国家或地区的经济是增长还是衰退，取决于该国或地区资本创造是快于还是慢于资本的损耗。经济繁荣地区能够创造出更多的资本，从而使该地区的资本存量增加，区域的产业份额也随之扩大；衰退地区的情形恰好相反。有吸引力的区域通过更多地创造资本而获得更高的工业生产份额，没有吸引力的区域则通过资本折旧而损失工业生产份额。随着资本的创造和折旧，市场份额（支出份额）的空间分布发生变化，也就是说，资本份额的空间转移引起市场份额的空间转移，而市场份额的空间转移又影响资本区域收益率的差异，而这种收益率的空间差异又对资本份额的空间配置产生影响。这样就出现了所谓的需求关联的循环累积因果关系，也就是说，繁荣地区的资本存量进一步增加，而衰退地区的资本存量进一步减少。在一定条件下（即市场开放度较大的情况下），这种累积因果关系促使产业的聚集，成为聚集力。另一方面，资本的空间聚集还引起市场的拥挤效应，这种效应提高了市场竞争的激烈程度，而这种效应是促进资本空间发散的力量。聚集力和分散力的相互作用构成产业空间分布的动力机制。当市场开放度充分大时，这种正向聚集的循环累积因果关系就会居于主导地位，负向聚集的循环累积因果关系（市场拥挤效应所致）则居于从属地位。资本创造理论假定一个经济系统有2个区域（南部和北部）、3个部门（农业部门、工业部门和资本创造部门）和2种生产要素（物质资本和劳动）。两个区域初始状态是对称的，资源禀赋和劳动力份额都相等。两个区域消费者的偏好以及生产技术都相同。农业部门和资本创造部门以完全竞争和规模收益不变为特征，工业部门以垄断竞争和规模收益递增为特征。农产品都是同质的，其生产只使用劳动力一种生产要素，农产品在区内和区际的交易都没有成本。各种异质工业品的生产需要1单位的物质资本（固定成本）和单位的劳动力（可变成本），其成本函数为，其中表示物质资本的报酬，表示工人的工资率；工业品的区内交易没有成本，区际交易遵循“冰山交易成本”。资本创造部门只使用劳动要素来生产资本，单位资本的生产需要单位的劳动。假设资本的折旧率为，期的1单位资本在期仍可使用的部分为。资本和劳动都不能跨区流动。此时，由于每期资本都会减少部分，相应地，为了弥补折旧的资本，资本生产的速度也等于。2、资本创造理论的主要内容资本创造模型的长期均衡由托宾的资产重置理论来决定，如果用托宾值来表示资本价值与资本成本的比值，则当时，资本的价值大于资本的成本，存在继续生产资本的动力；当时，资本的价值小于资本的成本，停止资本生产。由于假设资本生产部门是完全竞争的，因此，在两个区域创造资本的成本都相同。而资本价值是资本长期收益流的现值，以北部为例，如果假定资本当前的收益率等于未来的资本收益率，那么可以用折现率 把未来每期的收益折现为当期的收益。另外，资本都存在折旧，因此资本每期以相同的速率减少。这样，根据资本折现率和资本折旧率，我们可以得出初期一单位资本的实际价值。托宾值越大，资本生产的速度就越快，生产的资本也就越多。由于假定每个企业以单位资本作为固定成本，因此，资本越多，企业数量也就越多，资本增加的过程就是企业数量增加的过程。企业数量的增加，必然导致企业之间争夺消费者的竞争，也就是“市场拥挤效应”。这种拥挤效应必然降低资本收益，进而降低资本价值。结果，随着资本的扩张，值不断降低，当值降到1时达到长期的均衡。此时，资本总量不再变化，资本生产速度为，正好等于资本折旧速度。（1）经济系统内资本存量的决定。在经济系统实现长期均衡时，可以确定该经济系统的总资本存量、产业的空间分布以及消费的空间分布问题。长期均衡时整个经济系统的资本存量由式（4-6）由于篇幅所限，省略了式4-6、4-7、4-8、4-9的推导过程，有兴趣的读者可以参考《空间经济学原理》（安虎森主编，经济科学出版社，2005年12月）第六章。确定。，，（4-6）其中，和分别为经济系统内的总资本存量和总劳动力数量，是长期均衡时的资本净收益（即扣除折旧后的收益）与经济的总支出的比率，为单位资本生产成本，为折现率。从式（4-6）可知，整个经济系统的资本存量由劳动力禀赋、资本的净收益、单位资本的生产成本和折现率决定；劳动力数量越大、资本净收益越大，经济系统的资本存量就越大；单位资本生产成本越小、折现率越小，资本存量就越大。而经济系统的总支出是由劳动力禀赋和资本净收益内生决定的，劳动力数量越大、资本的净收益越大，经济系统的支出规模也就越大。（2）长期均衡时的市场份额。长期均衡时北部地区的支出份额由式（4-7）的确定：（4-7）其中，、和分别表示北部的支出份额、产业份额（也就是资本份额）和劳动力份额。从式（4-7）可以看出，北部支出份额与支出对称分布的偏离量，就是北部资本份额和北部劳动份额与对称分布的偏离量的加权平均值，在这里成为一个内生变量。可以看出与相关，这意味着生产的转移将导致支出份额的转移。（3）长期均衡时的产业分布。长期均衡时北部地区的产业分布由式（4-8）确定，即：（4-8）上式中，和 分别为北部的产业份额（资本份额）和劳动力份额（对称时，南北劳动力份额各为），表示两个地区之间的市场开放度。从式（4-8）可以看出，如果劳动力的空间分布是对称的，那么产业份额的对称分布是一个长期均衡，但这个长期均衡不一定是稳定的（这里不讨论对称均衡时的稳定性问题）。式（4-8）给出的是长期均衡情况下的产业空间分布。（4）市场份额（支出份额）对产业分布的影响。在前面，我们已经讨论过，北部市场份额（支出份额）的扩大就提高资本收益，资本收益的提高使得北部不断地生产资本，资本的不断生产使得北部的资本份额不断扩大。那么市场份额与资本份额之间的关系到底如何？尽管式（4-8）表明了长期均衡情况下产业的空间分布问题，但在实际中，为了更好地说明问题，需要找出产业的空间分布与市场规模（或者说市场份额）的相对大小之间的关系。根据长期均衡条件，有：（4-9）从式（4-9）可以看出，在时，；在时，从数学形式上看，只有时，；时，。当时，；，。然而，从逻辑上说，一个地区的产业份额不可能小于零，也不可能大于1，因此，如果小于零，就看作是零，如果大于1，就推定所有的产业就位于该地域，产业份额就为1。另外，当时，经济系统处于不稳定状态，这里也不作详细讨论。。这说明，市场份额的取值范围为时，工业生产将全部集中在北部。如果北部市场份额的取值范围为时，北部将不存在工业生产。同时，我们还可以看出系数总大于1，这说明在市场规模相同的情况下，市场开放度的提高，将进一步放大本地市场效应，因而产业份额也就越大。这样，我们可以得出如下重要的结论，即某一区域的产业份额（资本份额）主要取决于该区域的市场规模（支出规模），市场规模越大，则该区域的产业份额（资本份额）也就越大。当市场规模不变时，市场开放度越大，则放大本地市场效应，产业份额（资本份额）就越大。3、资本创造理论的基本结论 在第一章，我们已经讨论过区域经济的一些基本特征，而通过资本创造模型的讨论，我们进一步加深了对这种特征的理解。资本创造模型告诉我们区域经济具有如下几种特征：一是本地市场放大效应，也就是说，一个国家或地区市场规模（支出份额）的变化会导致其生产份额更大比例的变化；同时，随着市场开放度的提高，本地市场放大效应进一步得到加强。二是循环累积因果关系，各个地区资本价值的短期差异会引起资本积累的空间差异，从而导致产业份额的空间转移，产业的空间转移又引起市场规模的空间变化，市场规模的空间变化进而会影响资本的收益。三是内生的非对称性，即初始状况相同或相似的两个区域，随着市场开放度达到某一临界值，产业分布会出现非对称现象，资本（或产业）向某一个地区集中。四是突发性聚集，由于资本创造模型中，能够维持产业聚集在某一区域的市场开放度的临界值和产业对称分布打破时的市场开放度的临界值相同，在市场开放度达到该临界值时，产业的分布形式会发生突发性变动。如果原有产业分布模式是对称的产业分布模式，或者原有经济增长模式是均衡增长模式，在市场开放度达到此临界值时，产业空间分布变成非对称的产业分布模式，或者发生均衡增长模式向非均衡增长模式转变。这在第一章中讨论过，也就是量变和质变的辩证关系。五是区位粘性，也就是通常所说的路径依赖，一旦确定了某种产业分布模式或经济增长模式，则空间分布模式或经济增长模式具有很强的路径依赖性特征，经济系统的外部冲击很难改变这种路径。六是驼峰状聚集租金，也就是当出现核心—边缘结构时，核心区和边缘区之间的资本收益率差距，随着市场开放度的增加而呈现出驼峰状。这些特征说明：只要在模型中包含空间维并且在不完全竞争的情况下，则都具有上述特征。由于该模型不存在内生的资本创造过程，与完全竞争框架下的新古典区域经济增长理论一样，区域的经济增长过程都是外生的。资本创造理论表明，当两个区域实现均衡时，这两个地区的托宾值相等且都等于1，其资本创造成本与资本的折旧和折现相等，这样，资本的创造过程停止，该经济系统的资本增长率为零。这种情况下，要使经济系统重新创造资本，则不得不借助于经济系统外在的推动力。不过在经济增长与经济区位的关系和经济一体化等方面，资本创造理论包含了不同于传统的经济增长理论的一些新的含义。（1）经济增长强化区位优势　人均资本增长主要来自资本积累。在资本创造模型中存在资本积累过程，因此市场开放度足够大时，对称均衡将遭到破坏，形成核心-边缘均衡。由式（4-8）可以看出，经济系统的资本存量是内生决定的，并随着的变化而变化，而反映了资本的净收益与经济系统总收入的比率，因此这一比率越大，资本存量就越大，越有利于资本积累。同时，越大，则出现核心-边缘结构时的市场开放度就越小，越容易发生资本在某一区域的聚集。由于某一区域经济增长的主要指标之一为资本积累程度，资本积累越多，区域经济增长也就越快。因此，资本积累影响经济区位，也就是说某一区域的经济开始增长，则该区域的区位优势得到增强，反过来吸引外部的企业向该区位聚集，这说明经济增长本身就是一种聚集力。这告诉我们，某些外生的比较优势对某一区位的经济优势起很重要的作用，但更重要的内生的比较优势。（2）区位优势促进经济增长　由于资本不能流动，因此，资本创造模型具有一个很独特的特征，即某一区位的优劣影响经济增长。初始对称的区域，如果区际市场开放度足够低，则这种对称结构是稳定的。但如果市场开放度足够大，那么这种对称结构是很不稳定的。假设发生某种有利于北部的外生冲击，那么北部经济起步较早，最终成为核心区。在这种过程中，北部的资本收益率较高而南部的资本收益率较低，原有的对称结构变得更加不稳定。当北部的资本收益率较高时，存在一种激励使得北部居民纷纷进行投资，投资额度远远超出保持原有资本存量所需的额度，这就是聚集诱致的投资拉动型经济增长。北部投资率的提高，推动了资本劳动比的上升，进而提高了人均收入和人均产出。随之，北部的市场规模扩大，而市场规模的扩大又刺激北部新一轮的投资。这样，北部成了经济增长的“增长极”，而南部的经济进一步萎缩，成了“经济塌陷区”。 其实，上述过程可以用循环累积因果关系来进行解释。经济增长地区的支出份额较大，因而市场规模较大，而人们愿意在市场规模较大的地区投资，这种高投资率反过来又推动市场规模的上升。南部的情况正好相反，较低的资本收益率导致消费和储蓄率的下降，最终没有人进行资本投资，这种衰退又使得南部的资本存量下降，进而人均收入和人均产出都在下降。在后期阶段，南部的企业纷纷倒闭，制造业部门萎缩，工人被迫转向农业部门。如果这些工人在农业部门寻找就业需要时间，或者农业部门扩大生产规模需要时间，那么出现大量的非正常失业。与此相反，此时经济迅速增长的区域的劳动力市场将出现劳动力的短缺现象。这样，最终形成繁荣区和萧条区，也就是“增长极”和“塌陷区”。（3）永久的区际收入差异　资本创造模型告诉我们，区际人均实际收入的差异，即使在区际市场开放度很高的情况下也不会消失，而且繁荣区与萧条区居民之间还存在名义收入上的差异，繁荣区的名义收入占经济系统总名义收入的比例要大于萧条区。由于区际人口分布是对称的，因此两个区域名义收入的比值也是繁荣区与萧条区人均名义收入的比值。再则，由于大部分工业活动都集中在繁荣区，繁荣区的生产的产品种类和数量很多，输入的产品种类和数量较少，因而所支付的贸易成本也较少，萧条区正好相反，因此繁荣区与萧条区居民的人均实际收入差异会更大。随着市场开放度的提高，贸易成本的影响减弱，实际收入的差异在缩小，但名义收入的差异不会随着贸易成本的变化而变化，因此即使在贸易是完全自由的情况下，区际人均实际收入差异不会消失。这与新古典的观点完全不同，赫克谢尔-奥林定理告诉我们，随着交易成本的逐渐降低，最终导致密集使用本国相对丰富的资源进行生产的产业部门的专业化；斯托尔弗-萨缪尔逊定理告诉我们，交易成本下降为零时，某一国具有相对优势的产业部门的实际工资下降。这样，根据新古典理论，可流动性生产要素都具有转移趋势，使得区域间要素供给相对均等化，经济自由化使得区域间初始的非对称逐渐走向区域间的对称，经济发展差距也逐渐趋同。其实，区际收入差距在美国等发达资本主义国家也经常看到，尽管美国是世界上最发达、经济总量最大的国家，但其国内仍存在区际差异，如美国东北部的阿巴拉契亚山地仍是比较落后地区。（4）经济一体化　在第二章的小结部分，我们已经给出了区域经济一体化的概念，区域经济一体化主要指区际交易成本的降低和要素流动性的增强，而市场开放度的提高，不仅降低区际贸易成本，还强化要素的流动性，包括资本、劳动力以及技术和知识资本。资本创造模型告诉我们的是两个区域资本收益率的差异导致两个区域资本积累的差异，而资本积累的差异影响区域经济增长，但该模型没有要素的直接流动。因此，在资本创造模型中讨论经济一体化，则降低资本生产成本是实现经济一体化的主要途径，故该模型在经济一体化机制的解释方面存在欠缺。第三节新增长理论框架下的区域经济增长一、新增长理论新古典经济增长理论提出了技术进步是经济增长的主要源泉的观点，但是，它没有对技术进步的源泉和途径等问题给出有说服力的解释。另外，各个国家或地区经济增长的事实与新古典经济增长理论的预言存在很大差距。第一，世界各国或地区的经济增长不仅没有出现趋同趋势，相反，发达国家或地区与欠发达国家与地区之间的差距逐渐拉大；第二，国际间的资本流动更多的发生在发达国家之间，流向发展中国家的资本所占的比重较小；第三，在政府的积极干预下，一些发展中国家的经济发展取得了骄人的成绩。由于新古典理论难以解释这些增长事实，许多经济学家开始在探索能够更好地解释这些现实的新的理论。20世纪80年代中期以来，以保罗•罗默、卢卡斯、格罗斯曼、赫尔普曼等为代表的经济学家，提出了新增长理论。新增长理论又称为内生增长理论，是由经济系统内部因素引起经济增长的模型框架，实际上就是把新古典理论下的外生的技术进步内生化。准确地说，新增长理论是由一些持有相同或相似观点的众多增长模型组成的松散集合，它不像新古典增长理论那样有一个基本的模型框架。1、新增长理论的基本逻辑 新增长理论仍然假设经济增长只依靠资本积累来驱动，这里的资本包括物质资本（机器设备）、人力资本（技能）和知识资本（技术）。新古典经济增长模型被称为外生经济增长模型，是因为它关注的是物质资本的积累。但物质资本受到规模收益递减规律的影响，当资本和劳动比率达到一种稳定状态时，人均资本就停留在某一水平，经济处于稳定状态。当经济处于稳定状态以后，经济增长只有通过外生变量（如外生的技术进步）才能驱动。要把长期增长率内生化，就必须抛弃资本积累的规模收益递减规律。有两种方法可以解决资本积累的规模收益递减问题，一是资本的收益率不随资本存量的增加而下降；二是随着资本存量的增加，创造新资本所需成本下降，这种从以前的知识积累中获益称作知识资本的“跨期外部性”。在构造内生增长模型时，为了更容易理解“溢出”的含义，把资本先假定为知识资本或人力资本（由于物质资本的形成本质也是知识资本转化的结果，因此不影响内生增长模型在物质资本的应用），且假设资本创造部门的知识资本产出分为两种：一种是私人知识，它如同获得专利一样具有完全排他性，只能用于工业部门特定产品的生产；另一种是公共知识，它无法获得专利且不能用于工业品的生产，但可以广泛传播并迅速被其他企业消化吸收。正是由于公共知识资本积累的“溢出效应”才导致所有知识资本的创造成本逐渐降低，随着公共知识资本存量的增加，任何创新都可以从过去的创新中受益，可以提高目前知识和技术的创新效率。因而，产生了资本的规模收益递增，这是经济内生增长的根源。2、新增长理论的主要内容新增长理论大体上是沿着两个方向发展的：一是把知识积累看作是经济增长的原动力；二是把资本作为增长的关键，这里的资本既包括物质资本，也包括人力资本。第一种发展方向基本上是沿着阿罗的干中学模型进行发展的，代表人物有保罗•罗默、格罗斯曼和赫尔普曼、阿吉翁和霍伊特等。第二种则是对舒尔茨等人早期构建的人力资本模型的扩展，代表人物有卢卡斯、曼昆、墨菲等。阿罗把技术进步视为资本积累的副产品，实物资本存量增加的同时知识水平也会有提高。在完全竞争的假设前提下，厂商可以通过积累生产经验提高其劳动生产率，同时，其他厂商可以通过学习该厂商的经验而提高生产率，因此，投资能够产生溢出效应。在阿罗的模型中，整个经济系统是按规模收益递增原则运行的，这种收益递增对单个企业来说则是外在的，这决定了竞争均衡的存在。但是，持续的人均增长必须用外生的人口增长来解释。保罗•罗默对阿罗的干中学模型做出重大修正和改进，于1986年提出了知识溢出模型。在罗默的基础模型中，知识是生产函数中的一个独立变量，他假定：（1）知识具有外部性，因为知识不能得到完全的专利保护，单个厂商生产的新知识能够使整个社会受益；（2）新知识产出的收益递减，生产知识的单个厂商面临着递减的收益；（3）物质产品生产的规模收益递增，这是由于知识具有内部效应和外部效应，物质产品的产出量是知识的递增函数。罗默认为，作为经济增长源泉的技术进步是经济系统的内生变量，由于外部性的存在，物质产品的生产具有规模收益递增的特点。但是，由于知识的私人边际产出低于社会最优的边际产出，因此，竞争均衡下的经济增长率低于社会最优的增长率。在这个模型里，罗默把知识看作是追求利润最大化的厂商进行物质资本投资的副产品，知识不同于物质产品之处就在于它具有溢出效应，这也是一个经济体能够保持长期增长的原因所在。由于假定收益递增以外部经济的形式出现，这一模型与完全竞争的分析框架相容。然而，如果发明部分地取决于有目的的研发努力，并且，如果某种创新职能逐渐扩散到其他生产者，那么，完全竞争的分析框架就无法处理。'