钢铁工业是国民经济发展的支柱产业,其水平是衡量一个国家综合国力的重要标志。钢铁工业的发展需要消耗大量的资源、能源并在生产过程中产生各类气体污染物及固体废物,为解决钢铁工业快速发展带来的严重的资源、环境问题,钢铁生态工业园这一发展形式应运而生。钢铁生态工业园区是钢铁工业发展的新模式,它仿照自然界的物质利用及能量流动方式重构工业系统,实现经济效益和环境效益的双赢。生态产业链的设计是生态工业系统稳定性和可持续性的关键因素。本文的研究内容主要针对钢铁生态工业园区生态产业链的设计和评价展开研究:(1)基于生态工业技术构建了“以废治废”生态产业链,该产业链的特点是:产业链一端输入的是园区的废物,另一端输出的产品用来处理园区(或区域)排放的污染物,具有提高废品资源化率和减少污染物排放的双重作用。利用循环经济和生态学原理,构建了包含小循环、中循环、大循环以及“以废治废”产业链的钢铁工业园区生态产业复合共生网络,并对“以废治废”产业链引入前后效果进行了定性评价,结果表明:“以废治废”生态产业链可以有效提高钢铁工业园区的生态效率。(2)运用热力学参数—(火用)研究了钢铁生态工业系统的物质代谢及能量流动,分别对钢铁工业传统产业链和钢铁生态工业园区物质循环利用生态产业链进行了定量评价,揭示园区资源、能源利用的本质以及系统内部的能源利用的薄弱环节。评价结果表明:在园区内部存在两类(火用)损,即外部(火用)损和内部(火用)损,通过废物循环利用可以减少外部(火用)损,而内部(火用)损的降低应通过系统节能、优化生产工艺来实现。钢铁生态工业园区物质循环利用生态产业链与传统产业链相比能显著提高资源利用率。本研究全面系统地分析了钢铁生态工业系统,建立了钢铁园区生态产业复合共生网络,并基于(火用)评价了系统的资源利用效率,为研究钢铁工业园区的可持续发展途径提供了理论支持。