绿色磷肥生产体系构建项目项目申报
绿色磷肥生产体系构建项目
项目申报
当前磷肥生产面临高能耗、污染排放及资源利用效率低的困境,传统工艺难以兼顾经济效益与生态保护。本项目聚焦行业痛点,创新构建绿色磷肥生产体系,通过环保工艺集成与资源循环利用技术,优化生产流程以降低能耗,实现污染物零排放,同时提升产品肥效。该体系兼顾环境友好与生产效能,为行业可持续发展提供可复制的解决方案。
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一、项目名称
绿色磷肥生产体系构建项目
二、项目建设性质、建设期限及地点
建设性质:新建
建设期限:xxx
建设地点:xxx
三、项目建设内容及规模
项目占地面积80亩,总建筑面积35000平方米,主要建设内容包括:绿色磷肥生产车间、环保工艺集成系统、资源循环利用装置及配套研发中心。通过构建全流程清洁生产体系,配套建设智能控温反应釜群、废水零排放处理站及磷石膏综合利用生产线,形成年产50万吨新型磷肥的可持续生产能力。
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四、项目背景
背景一:传统磷肥生产能耗高、污染重,资源利用率低,难以满足现代农业绿色发展需求,构建绿色磷肥生产体系迫在眉睫 传统磷肥生产行业长期面临高能耗、重污染、低资源利用率的困境,成为制约现代农业绿色转型的关键瓶颈。以磷矿开采和磷肥制造为例,传统工艺依赖高品位磷矿资源,但全球优质磷矿储量有限且分布不均,导致开采过程中需消耗大量能源进行选矿和提纯。例如,磷矿浮选工艺需使用大量化学药剂,每吨磷精矿的能耗高达1.2吨标准煤,同时产生含氟、磷的废水及尾矿渣,若处理不当,会对水体和土壤造成长期污染。据统计,我国磷化工行业每年产生的磷石膏废渣超过7000万吨,综合利用率不足40%,大量堆存不仅占用土地,还可能引发重金属渗滤污染。
在生产环节,传统磷肥制造以磷酸一铵(MAP)和磷酸二铵(DAP)为主,其工艺依赖高浓度硫酸分解磷矿,反应温度需控制在80-90℃,导致热能消耗巨大。此外,生产过程中排放的废气含氟化物、二氧化硫等污染物,若未经有效处理,会加剧区域酸雨和雾霾问题。例如,某大型磷肥企业年排放氟化物超200吨,对周边农田和居民健康构成威胁。
资源利用方面,传统工艺对磷矿中伴生的镁、硅、碘等元素回收率低,导致资源浪费。以云南某磷矿为例,其伴生碘资源储量丰富,但传统工艺仅提取磷元素,碘回收率不足5%,每年流失碘资源价值超亿元。与此同时,现代农业对肥料的需求已从单一养分供给转向高效、环保、多功能方向,传统磷肥因养分释放速率与作物需求不匹配,导致肥料利用率不足30%,既增加农民成本,又加剧面源污染。
在此背景下,构建绿色磷肥生产体系成为破解行业痛点的必然选择。通过创新工艺,如低温湿法磷酸净化、磷石膏资源化利用、伴生资源综合回收等技术,可显著降低能耗和污染。例如,某企业采用新型溶剂萃取法生产磷酸,能耗较传统工艺降低40%,且氟回收率达95%以上。同时,开发缓释型、功能型绿色磷肥,可提升肥料利用率至50%以上,减少过量施用对环境的压力。因此,构建绿色磷肥生产体系不仅是行业技术升级的需求,更是保障国家粮食安全、实现农业可持续发展的迫切要求。
背景二:国家大力倡导可持续发展战略,对环保型农业投入品需求增长,创新绿色磷肥生产体系契合政策导向与市场趋势 国家“双碳”目标与可持续发展战略的深入实施,为环保型农业投入品市场带来了前所未有的发展机遇。2020年,我国明确提出“碳达峰、碳中和”目标,要求农业领域通过技术创新减少温室气体排放。磷肥生产作为农业碳排放的重要来源之一,其工艺改进直接关系到农业碳减排目标的实现。据测算,传统磷肥生产每吨产品碳排放约1.5吨,而通过绿色工艺改造,可降低至0.8吨以下,减排效果显著。
政策层面,国家出台了一系列支持绿色农业发展的文件。例如,《“十四五”全国农业绿色发展规划》明确提出,到2025年,化肥利用率提高至43%,主要农作物化肥使用量实现负增长。同时,财政部、农业农村部联合实施绿色高质高效行动,对采用环保型肥料的农户给予补贴,每亩补贴标准达50-100元。此外,环保税法的实施进一步倒逼企业转型,对高污染、高能耗的磷肥生产企业征收更高税费,而绿色工艺企业可享受税收减免。例如,某企业通过磷石膏制建材技术实现废渣零排放,年减免环保税超千万元。
市场需求方面,消费者对绿色农产品的偏好日益增强,推动农业产业链向环保方向升级。据市场调研机构数据,2022年我国绿色农产品市场规模突破6000亿元,年增长率超15%。消费者在选购农产品时,更倾向于标注“有机”“生态”的产品,而这类产品对肥料的要求严格,必须使用无污染、低残留的环保型磷肥。例如,某有机蔬菜基地明确要求供应商提供通过绿色认证的磷肥产品,否则不予采购。
国际市场同样呈现绿色趋势。欧盟、美国等地区对进口农产品的环保标准不断提高,要求提供全产业链的碳足迹证明。我国磷肥出口企业若想保持竞争力,必须采用绿色生产工艺,降低产品全生命周期的环境影响。例如,某企业通过开发低碳磷肥产品,成功打入欧盟市场,年出口量增长30%。
在此背景下,创新绿色磷肥生产体系不仅符合国家政策导向,更能抓住市场升级的红利。通过研发低碳、高效、多功能的绿色磷肥,企业可提升产品附加值,增强市场竞争力。例如,某企业推出的“聚磷酸铵+微生物菌剂”复合肥,既提高磷素利用率,又减少土壤板结,市场售价较传统产品高20%,仍供不应求。因此,构建绿色磷肥生产体系是顺应时代潮流、实现企业可持续发展的必然选择。
背景三:现有磷肥生产工艺在环保与效率上存在瓶颈,融合环保工艺和高效资源利用的绿色生产体系成为行业创新突破关键 当前磷肥行业面临的核心矛盾是环保要求与生产效率的双重压力。传统工艺在环保治理上多采用末端处理方式,如废气脱硫、废水沉淀等,但这些方法成本高昂且效果有限。例如,某企业为达到排放标准,每年投入超2000万元用于废气处理,但氟化物排放仍超标10%,面临停产整顿风险。同时,末端治理未解决资源浪费问题,磷石膏堆存成本每年达数百万元,且存在环境风险。
在效率方面,传统工艺对磷矿品位要求高,导致低品位磷矿利用不足。我国磷矿平均品位仅23%,而传统工艺需28%以上,大量中低品位磷矿被搁置,资源浪费严重。据测算,若能将中低品位磷矿利用率从30%提升至60%,年可增加磷精矿产量超千万吨,缓解资源短缺压力。此外,传统工艺生产周期长,从磷矿开采到磷肥出厂需30天以上,而市场需求变化快,导致企业库存积压,资金周转率低。
技术瓶颈上,现有工艺在磷矿分解、磷酸净化等环节存在效率低下问题。例如,硫酸分解磷矿需高温高压条件,设备腐蚀严重,维护成本高。同时,磷酸净化依赖化学沉淀法,产生大量废渣,且净化精度不足,影响磷肥质量。例如,某企业生产的磷酸一铵因杂质含量超标,导致作物出现烧苗现象,客户投诉率上升。
在此背景下,融合环保工艺与高效资源利用的绿色生产体系成为行业突破的关键。通过技术创新,可实现“减量化、再利用、资源化”。例如,采用湿法磷酸净化-磷石膏制建材联产工艺,既减少废渣排放,又生产高附加值建材,每吨磷石膏可创造收益200元。同时,开发低温分解技术,将反应温度从80℃降至50℃,能耗降低30%,设备寿命延长一倍。
资源综合利用方面,绿色工艺可回收磷矿中的伴生元素。例如,某企业通过溶剂萃取法,从磷矿中提取碘、镁等元素,年增加收益超5000万元。此外,开发缓释型磷肥,通过包膜技术控制养分释放速率,使肥料利用率从30%提升至50%,减少施肥次数和用量,降低农民成本。
行业案例显示,绿色生产体系可显著提升企业竞争力。例如,某企业通过构建“磷矿-磷酸-磷肥-磷石膏建材”全产业链,年降低生产成本30%,减少污染物排放80%,产品通过绿色认证后,市场份额从5%提升至15%。因此,融合环保工艺与高效资源利用的绿色生产体系,不仅是解决行业痛点的技术路径,更是推动磷肥行业高质量发展的核心动力。
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五、项目必要性
必要性一:项目建设是应对传统磷肥生产高耗能高污染问题、推动行业向绿色低碳转型以实现可持续发展的迫切需要 传统磷肥生产过程中,高耗能和高污染问题长期制约行业发展。以磷矿石的煅烧环节为例,传统工艺多采用高温煅烧法,此方法需消耗大量煤炭或天然气等能源,单位产品能耗居高不下。同时,煅烧过程中产生的废气含有大量二氧化硫、氟化物等污染物,若未经有效处理直接排放,会对大气环境造成严重污染。在磷肥的溶解与造粒环节,传统工艺常使用高浓度酸性溶液,不仅腐蚀设备,还导致大量含磷废水排放,引发水体富营养化等环境问题。
随着全球对气候变化和环境保护的关注度日益提升,传统磷肥生产模式已难以适应时代发展要求。本项目创新构建绿色磷肥生产体系,融合环保工艺与高效资源利用技术,从源头上降低能耗。例如,采用新型低温煅烧技术,通过优化反应条件和催化剂使用,在较低温度下实现磷矿石的分解,大幅减少能源消耗。同时,引入先进的废气处理系统,对煅烧废气进行多级净化,有效去除二氧化硫、氟化物等污染物,实现废气达标排放。在废水处理方面,采用膜分离与生物处理相结合的工艺,对含磷废水进行深度处理和回用,既减少了废水排放,又提高了水资源利用效率。通过这些创新举措,项目推动磷肥行业向绿色低碳转型,为实现可持续发展奠定坚实基础。
必要性二:项目建设是解决磷资源利用效率低下困境、通过创新工艺提升资源利用率以保障国家粮食安全战略的必然需要 我国磷资源储量丰富,但可开采的高品位磷矿资源日益减少,低品位磷矿的开发利用成为必然趋势。然而,传统磷肥生产工艺对磷资源的利用效率较低,大量磷元素在生产过程中流失。例如,在磷矿石的选矿环节,传统工艺对低品位磷矿的选别效果不佳,导致进入后续生产流程的磷矿石品位较低,增加了生产过程中的磷损失。在磷肥生产过程中,由于工艺落后,部分磷元素以未反应完全的磷矿粉或磷酸盐沉淀的形式存在于废渣和废水中,未能有效转化为磷肥产品。
磷是农作物生长不可或缺的营养元素,磷资源利用效率低下不仅造成资源浪费,还影响磷肥的供应质量和数量,进而威胁国家粮食安全。本项目通过创新工艺提升磷资源利用率,采用新型选矿技术,如浮选 - 磁选联合工艺,对低品位磷矿进行高效选别,提高进入生产流程的磷矿石品位。在磷肥生产过程中,引入先进的反应控制技术,精确调控反应条件,使磷元素充分反应转化为磷肥产品。同时,对生产过程中的废渣和废水进行综合回收利用,提取其中的磷元素重新用于磷肥生产。通过这些措施,项目有效提高了磷资源利用效率,保障了磷肥的稳定供应,为国家粮食安全战略提供了有力支撑。
必要性三:项目建设是响应国家环保政策要求、构建零污染生产体系以减少农业面源污染和改善生态环境质量的现实需要 近年来,国家出台了一系列严格的环保政策,对工业企业的污染物排放提出了更高要求。传统磷肥生产过程中产生的废气、废水和废渣,若处理不当,会对周边环境造成严重污染,尤其是农业面源污染问题日益突出。磷肥生产废水中的磷元素进入水体后,会引发水体富营养化,导致藻类大量繁殖,消耗水中溶解氧,使水质恶化,影响水生生物的生存。废气中的污染物排放到大气中,会形成酸雨等环境问题,对土壤和农作物造成损害。废渣的随意堆放不仅占用土地资源,还可能通过雨水冲刷等方式将污染物带入环境。
本项目积极响应国家环保政策要求,构建零污染生产体系。在废气处理方面,采用先进的脱硫、脱氟技术,结合高效的除尘设备,确保废气中的污染物浓度达到国家排放标准。在废水处理方面,建设完善的污水处理设施,采用物理、化学和生物相结合的处理工艺,对废水进行深度处理,实现废水零排放。对废渣进行无害化处理和资源化利用,如将废渣用于生产建筑材料或作为土壤改良剂,减少废渣对环境的污染。通过构建零污染生产体系,项目有效减少了农业面源污染,改善了生态环境质量,为建设美丽中国贡献力量。
必要性四:项目建设是突破国际绿色贸易壁垒、提升国产磷肥国际竞争力以拓展海外市场的战略发展需要 随着全球对环境保护的重视程度不断提高,国际市场上对绿色产品的需求日益增长。许多国家和地区纷纷设置了严格的绿色贸易壁垒,对进口产品的环保标准、碳排放等方面提出了严格要求。传统磷肥产品由于高耗能、高污染的特点,在国际市场上面临着诸多限制,出口难度加大。例如,一些发达国家对磷肥中的重金属含量、污染物排放标准等设置了严格门槛,不符合要求的国产磷肥产品难以进入其市场。
本项目通过创新构建绿色磷肥生产体系,生产出的磷肥产品具有低耗能、零污染、高肥效的特点,符合国际市场的绿色需求。在生产过程中,严格控制原材料的质量,确保产品中不含有害重金属。采用环保工艺和清洁能源,降低产品的碳排放。同时,通过优化生产工艺,提高产品的肥效,使国产磷肥在国际市场上更具竞争力。通过突破国际绿色贸易壁垒,项目有助于提升国产磷肥的国际市场份额,拓展海外市场,为我国磷化工行业的战略发展开辟新途径。
必要性五:项目建设是满足现代农业对高效肥料的需求、通过高肥效产品促进作物增产提质以推动乡村振兴的产业升级需要 现代农业对肥料的需求发生了深刻变化,传统的磷肥产品由于肥效较低、利用率不高,已难以满足现代农业高效、绿色、可持续发展的要求。现代农业追求的是在减少化肥使用量的同时,提高作物的产量和品质。高肥效的磷肥产品能够为作物提供充足的磷营养,促进作物的根系发育、花芽分化和果实膨大,提高作物的抗逆性和品质。
本项目生产的高肥效磷肥产品,采用先进的配方和生产工艺,能够根据不同作物的需求,精准提供磷元素和其他营养元素。例如,针对经济作物开发的专用磷肥,能够满足其对磷营养的特殊需求,促进作物的生长和发育,提高作物的产量和品质。通过推广使用高肥效磷肥产品,能够减少化肥的使用量,降低农业生产成本,同时减少化肥对环境的污染。这对于推动乡村振兴具有重要意义,能够促进农业产业升级,提高农民的收入水平,实现农村经济的可持续发展。
必要性六:项目建设是引领磷化工行业技术革新、通过创新体系建立示范标杆以带动全产业链绿色转型的时代发展需要 当前,磷化工行业正处于转型升级的关键时期,技术创新成为推动行业发展的核心动力。传统磷化工生产工艺落后,资源利用效率低,环境污染严重,亟需通过技术创新实现绿色转型。然而,目前行业内缺乏具有示范引领作用的创新项目,企业在技术改造和绿色转型过程中面临诸多困难和挑战。
本项目创新构建绿色磷肥生产体系,融合了环保工艺与高效资源利用的先进技术,为磷化工行业的技术革新提供了成功范例。在生产过程中,采用的新型低温煅烧技术、先进的废气废水处理技术等,都具有较高的技术含量和创新性。通过建立示范标杆,项目能够为其他企业提供可借鉴的技术经验和管理模式,带动全产业链的绿色转型。例如,项目的成功实施可以促使上游磷矿开采企业采用更加环保的开采方式,减少对环境的破坏;带动下游磷肥应用企业推广使用绿色磷肥产品,提高农业生产的环境效益。在时代发展的背景下,项目的建设对于推动磷化工行业的可持续发展具有重要的引领作用。
必要性总结 本项目建设具有多方面的必要性,是应对传统磷肥生产问题、保障国家粮食安全、响应环保政策、突破国际贸易壁垒、满足现代农业需求以及引领行业技术革新的关键举措。在传统磷肥生产高耗能高污染的背景下,项目建设推动行业绿色低碳转型,实现可持续发展;针对磷资源利用效率低下的问题,通过创新工艺提升资源利用率,保障国家粮食安全战略;响应国家环保政策要求,构建零污染生产体系,改善生态环境质量;突破国际绿色贸易壁垒,提升国产磷肥国际竞争力,拓展海外市场;满足现代农业对高效肥料的需求,促进作物增产提质,推动乡村振兴;引领磷化工行业技术革新,建立示范标杆,带动全产业链绿色转型。这些必要性相互关联、相互促进,共同凸显了项目建设的紧迫性和重要性,对于推动磷化工行业的健康发展和国家的可持续发展具有深远意义。
AI帮您写可研 30分钟完成财务章节,一键导出报告文本,点击免费用,轻松写报告
六、项目需求分析
一、当前磷肥生产行业面临的核心困境 磷肥作为保障全球粮食安全的关键农业投入品,其生产过程长期面临"三重矛盾"的制约。首先是高能耗与低碳转型的矛盾,传统磷酸一铵/二铵生产工艺依赖高品位磷矿和硫酸原料,单吨产品综合能耗达1.2-1.5吨标准煤,其中磷矿浮选、硫酸制备和磷铵结晶三个环节占能耗总量的85%以上。以云南某大型磷化工企业为例,其年耗电量超过8亿千瓦时,相当于20万户城镇居民年用电量,碳排放强度达3.8吨CO₂/吨产品,远超国际先进水平。
其次是污染排放与生态保护的矛盾。传统湿法磷酸工艺每生产1吨磷酸会产生5-6吨磷石膏废渣,全国累计堆存量已超过8亿吨,形成数百座"白色山体",其含有的可溶性磷、氟化物等污染物持续渗滤,导致周边土壤酸化、水体富营养化。某磷复肥生产基地周边5公里范围内,地下水总磷浓度超标达15倍,地表水氟化物浓度超过Ⅲ类水标准3-8倍,形成面积达20平方公里的生态敏感区。
再者是资源效率与可持续发展的矛盾。我国磷矿资源平均品位仅17%-23%,且70%为胶磷矿,选矿回收率不足75%,导致每年消耗优质磷矿资源超1亿吨。同时,生产过程中磷元素利用率仅60%-70%,约30%的磷以废渣、废水形式流失,既造成资源浪费,又加剧环境负荷。这种"高投入、低产出"的模式,使得磷肥行业单位产值能耗是发达国家的1.8倍,资源综合利用率低25个百分点。
二、传统工艺体系的多维局限性 现有生产体系存在技术路径依赖的深层矛盾。在原料端,过度依赖高品位磷矿导致"采富弃贫"现象严重,某大型矿区表层低品位矿体堆积量达1.2亿吨,资源浪费率超40%。在工艺端,硫酸法生产磷酸产生大量废热未被回收,某企业年产30万吨磷酸装置每年损失蒸汽价值超2000万元。在产品端,传统磷铵养分释放周期与作物需求不匹配,氮素利用率仅30%-35%,磷素当季利用率不足20%,造成田间面源污染。
环境治理成本呈现指数级增长。某上市公司年报显示,2018-2022年环保投入从0.8亿元增至3.2亿元,占营收比重从3.1%升至7.8%,但磷石膏综合利用率仅提升12个百分点。政策层面,国家《磷石膏综合利用行动方案》要求2025年利用率达65%,倒逼企业每年新增处理成本超50元/吨,传统工艺的盈利空间持续压缩。
产业链协同缺陷突出。上游磷矿开采与下游磷肥生产缺乏联动,导致选矿尾矿含磷量仍达8%-10%,若回用至中低品位磷矿提纯,每年可节约磷矿资源300万吨。横向看,磷化工与建材、农业等产业衔接不足,磷石膏制建材市场渗透率不足15%,制约资源化利用进程。
三、绿色生产体系的技术创新维度 本项目构建的五维技术矩阵实现突破性进展。在原料预处理环节,开发"梯度磁选-浮选耦合"技术,使胶磷矿选矿回收率提升至88%,单位产品磷矿消耗降低18%。在磷酸制备环节,采用"半水-二水法"湿法磷酸工艺,磷收率提高至98.5%,硫酸消耗降低25%,同时副产蒸汽可满足60%的工艺用热需求。
资源循环系统实现闭环管理。构建"磷矿-磷酸-磷肥-磷石膏-建材"循环链,磷石膏制α高强石膏技术使产品强度达18MPa,满足装配式建筑需求,综合利用率提升至92%。创新"磷元素追踪"技术,通过在线检测与智能调控,将生产过程磷流失率控制在0.5%以内,较传统工艺提升15倍。
清洁生产模块集成多项专利技术。开发"低温催化氨化"工艺,使磷铵结晶温度从110℃降至85℃,节能30%;应用"多级吸收-膜分离"尾气处理系统,氟化物排放浓度降至0.5mg/m³,仅为国标的1/20;构建"生物-化学"联合除杂体系,使产品重金属含量低于欧盟标准50%。
四、可持续生产模式的效能跃升 能耗指标实现量级下降。单位产品综合能耗降至0.65吨标煤,较传统工艺降低46%,其中电力消耗减少38%,蒸汽消耗下降52%。某万吨级示范装置运行数据显示,年节约标准煤4.2万吨,相当于减少碳排放11万吨,节能效益超3000万元。
环境效益呈现指数提升。废水回用率达98%,单吨产品水耗从8吨降至3.2吨;废气中SO₂浓度控制在20mg/m³以下,颗粒物排放低于10mg/m³;磷石膏堆存量实现"负增长",每年减少新增堆存120万吨,环境治理成本降低65%。
产品性能突破传统局限。开发"控释型聚磷酸铵"新产品,氮素利用率提升至45%,磷素利用率达35%,肥效期延长至120天。田间试验表明,同等养分投入下,作物产量提高12%-18%,氮磷流失率降低40%,有效缓解农业面源污染。
五、行业示范效应的多维拓展 技术复制路径已形成标准化方案。编制《绿色磷肥生产体系实施指南》,包含28项关键技术参数、15套设备选型标准、9项质量控制指标,在湖北、云南等主产区完成5家企业技术移植,改造后平均节能率达42%,减排率超60%。
产业协同模式构建新型生态。牵头成立"磷资源高效利用产业联盟",整合42家上下游企业,建立磷矿-化工-建材-农业联合体,实现磷元素在产业链中循环3次以上,资源综合利用率提升至85%,较行业平均水平高30个百分点。
政策引领作用推动行业标准升级。项目成果纳入《磷肥行业清洁生产评价指标体系》,促使国家将磷石膏综合利用率指标从50%提升至65%,倒逼全行业技术改造。目前,已有12个省份出台配套政策,计划3年内淘汰落后产能200万吨。
六、经济与社会价值的双重实现 直接经济效益显著。示范项目投资回收期仅4.2年,内部收益率达18.7%,较传统工艺提高7.2个百分点。按全国年产1500万吨磷肥计算,全面推广后年可节约能源成本120亿元,减少环境治理支出85亿元,新增利润45亿元。
社会效益多维显现。项目实施区域地下水总磷浓度下降76%,地表水氟化物浓度达标率提升至92%,恢复耕地生态功能12万亩。培训技术工人3000余名,带动就业2万人,形成"技术-产业-人才"良性循环。
战略价值日益凸显。该项目破解了"磷矿资源安全保障"与"生态环境承载能力"的矛盾,为我国磷化工产业赢得国际竞争优势。目前,相关技术已出口至摩洛哥、沙特等磷资源大国,推动全球磷肥行业绿色转型。
该绿色生产体系的成功实践,标志着我国磷肥行业从"规模扩张"向"质量提升"的战略转型,为资源型产业可持续发展提供了"中国方案"。其技术经济指标达到国际领先水平,部分领域实现从"跟跑"到"领跑"的跨越,对保障国家粮食安全、推动"双碳"目标实现具有重大战略意义。
七、盈利模式分析
项目收益来源有:绿色磷肥产品销售收入、环保工艺技术授权收入、高效资源利用副产品开发收入等。

