清华大学清洁生产概述(编辑修改稿)

清华大学清洁生产概述(编辑修改稿)内容摘要：

在联合国环境规划署清洁生产的概念中，其根本目的是减少对人类和环境的影响与风险。 贯穿在清洁生产概念中的基本要素是污染预防，即在生产发展活动的全过程中充分利用资 源能源，最大可能地削减多种废物或污染物的产生，它与污染产生后的控制（末端治理）相对应。 它从清洁的生产过程和清洁的产品（包括服务）两个方面，通过将环境的考虑结合到产品及其生产过程中，促进生产、消费与环境相容。 清洁生产的概念中，两个重要的要素是“综合”与“持续”的要求。 传统上单一污染问题的末端控制活动，忽略或难以顾及污染的跨介质转移，继续增加着环境的风险。 因此需要实施综合性的对策，特别是通过生产全过程中多种源削减的综合措施，以对环境质量的改善产生更加有效的作用。 清洁生产是一个动态的过程，一方面，不能期望通过一次 或几次清洁生产活动就能完成污染预防的目标。 另一方面，随着科学技术的进步，生产水平的提高，将会出现更清洁的生产。 因此这意味着清洁生产是个持续改进。 永不间断的过程。 对于废物产生后在生产过程内部的循环回用和不同生产过程间的综合利用，从污染预防的角度看，由于这类活动仍优于污染的末端处理处置方式，它们应得到积极的鼓励。 污染预防并不排除污染末端治理的必要性，作为实现环境保护目标的最后有效手段，末端治理还将发挥重要的作用。 清洁生产所强调的是：避免污染的产生，尽可能在生产发展全过程中减少废物要比污染产生后运用多种治理技术更 为可取。 因此，为了有效地减少人类和环境的风险，需要把传统侧重于生产过程末端治理污染的重心向生产过程的“上游”转移，从污染产生的源头去消减污染。 面向污染预防的环境污染防治战略对策体系的优先顺序是： a．首先在污染产生过程中削除或减少废物或污染物； b．对未能削减的废物以对环境安全的方式进行循环回用和综合利用； c．采取适当的污染治理技术完成进入环境前的污染削减； d．对残余的废物或污染物进行妥善的处置、排放。 （在我国清洁生产促进法中，清洁生产被定义为： ） 清洁生产，作为 20 世纪 90 年代国际环境保护战略的重大转变，它是对传统生产方式与近 20 年环境污染防治实践的经验总结，它 将资源与环境的考虑有机融入产品及其生产的全过程中 ，着眼于生产发展全过程中污染物产生的最小化，不仅注意生产过程自身，而且对产品（包括服务）从原材料的获取直至产品报废后的处理处置整个生命周期过程中的环境影响统筹考虑，因而它对深化环境污染防治，转变大量消耗能源资源。 粗放经营的传统线性生产发展模式具有重要意义。 第三节 清洁生产的基本内容 清洁生产的内容十分丰富，其核心是将资源与环境的考虑有机融入产品及其生产的全 过程中。 从生产角度广义来看，它可包括清洁的生产过程，清洁的产品，以及区域范围上的清洁生产三个层次的活动。 它们相互联系结合，促进着传统的生产方式，乃至经济发展模式的变革。 一 清洁的生产过程 1．基于生产过程的清洁生产 生产过程是一个生产性组织，特别是一个工业企业最基本的活动。 对于这类组织，生产过程一般包括原料准备直至起产品的最终形成，即由生产准备，基本生产过程，辅助生产过程以及生产服务等过程构成的全部活动过程。 清洁生产的重要内容之一是对一个组织的生产过程实施污染预防的活动。 狭义上看，这也是通常所称清洁生产 的基本内容。 清洁生产是在产品及其生产过程中实施的污染预防对策措施。 由于部门、行业、企业情况千差万别，即使同一类型的部门、行业、企业，其产品、生产过程所面临的具体环境问题也不尽相同。 因此，不存在一个统一的清洁生产技术方法措施。 开展清洁生产需要针对每个企业产品及其生产过程的具体问题、具体情况进行实施。 对于一个生产过程系统，实施清洁生产的基本途径可概括为以下五个主要方面（图 2 ） 图 2 清洁生产的基本途径 (1)原材料（包括能源）有效使用和替代 生产过程 生产工艺、技术设备 运行管理 内部循环回用 产品 /中间产品 /副产品 回用 处理处置 外部回收利用 原辅料、能源 废物产出 原材料是工艺方案的出发点，它的合理选 择是有效利用资源减少废物产生的关键因素。 从原材料使用环节实施清洁生产的内容可包括以无毒、无害或少害原料替代有毒有害原料；改变原料配比或降低其使用量；保证或提高原料的质量、进行原料的加工减少对产品的无用成分；采用二次资源或废物作原料替代稀有短缺资源的使用等。 （ 2）改革工艺和设备 工艺是从原材料到产品实现物质转化的基本软件。 设备的选用是由工艺决定的，它是实现物料转化的基本硬件。 通过改革工艺与设备方面实施清洁生产的主要内容可包括：简化流程、减少工序和所用设备；使工艺过程易于连续操作，减少开车、停车次数，保持生产 过程的稳定性；提高单套设备的生产能力，装置大型化，强化生产过程；优化工艺条件（如温度、流量、压力、停留时间，搅拌强度，必要的预处理，工序的顺序等）；利用最新科技成果，开发新工艺、新设备，如采用无氰电镀或金属热处理工艺、逆流漂洗技术等。 （ 3）改进运行操作管理 除了技术、设备等物化因素外，生产活动离不开人的因素，这主要体现于运行操作和管理上。 我国工业生产产生的污染，相当程度是由于生产过程中管理不善造成的。 实践证明，规范操作强化管理，往往可以通过较小的费用而提高资源 /能源利用效率，削减相当比例的污染。 因此，国外 在推行清洁生产时常把改进操作加强管理作为一项最优先考虑的清洁生产措施。 如合理安排生产计划；改进物料贮存方法、加强物料管理；消除物料的跑冒滴漏；保证设备完好等。 （ 4）产品改革替代 产品制取是工业生产的基本目的。 它既是生产过程的产出，又是生产过程的输入。 因此，清洁产品是清洁的生产过程中的一项基本内容。 它可包括改革产品体系，产品报废的回用、再生，产品替代。 再设计等方面。 例如无汞电池的设计制造、延长使用寿命或可拆卸产品的开发等。 （ 5）生产系统内部循环利用 这里指一个企业生产过程中的废物循环回用。 一般地，物料再循 环是生产过程流程中常见的原则。 物料的循环再利用的基本特征是不改变主体流程，仅将主体流程中的废物，加以收集处理并再利用。 这方面的内容通常包括将废物、废热回收作为能量利用；将流失的原料、产品回收，返回主体流程之中使用；将回收的废物分解处理成原料或原料组分，复用于生产流程中；组织闭路用水循环或一水多用等。 此外，在一定情况下，还可考虑将废物收集，作为企业自身或其他生产过程的原料，加工成其他产品。 从清洁生产的优先序看，对于废物首先应将其尽可能消灭在自身生产过程中，使投入的资源能源充分利用，即实施上面所提出的前四种“ 源削减”技术措施。 对生产过程实施清洁生产的基础是生产过程评价。 它是以生产过程系统为对象，重点通过对构成生产过程的单元操作的功能、状态，包括废物流在内的物、能流现状的分析，揭示生产过程系统存在的缺陷与问题，寻求资源 /能源有效利用实施污染预防的途径和方法，从而提供清洁生产的方案。 这一过程，通常可通过清洁生产审核（或称审计）程序来完成。 其中，生产过程单元操作的物料平衡分析，这是评价工作中的一项重要内容和基本手段。 通过物料平衡分析，可提供生产过程中能源物料消耗、资源转化，废物产生排放的信息（图 3）。 图 3 物料平衡分析 在生产过程评价即清洁生产审核基础上，最关键的一个环节步骤是方案的实施。 只有对所产生的方案付诸实施，才能检验与衡量审核的效果，实现清洁生产的目标。 由于清洁生产是一个相对的动态过程，因此，保持清洁生产的 P(计划 )、 D(实施 )、 C(检查 )、 A(改进 )持续改进是极其重要的。 2 .清洁生产审核 清洁生产审核，也称为清洁生产审计。 主要指对已建企业，主要是工业企业，运用以文件支持的一套系统化的程序方法，进行生产全过程评价、污染预防机会识别、清洁生产方案筛选的综合分析活动过程。 它是支持帮助企业 有效开展环境预防性清洁生产活动的工具手段，也是企业实施清洁生产的基础。 由于各国对清洁生产经常使用着不同的术语或表述，清洁生产审核在不同国家也有着不同的名称。 例如，美国环保局最早针对有害废物的预防，建立推行的废物最小化机会评价，单元操作 废气 产品（中间产品） 副产品 废水 固体废物 原料 催化剂 水、空气 动力（电、蒸气、煤油） 内部循环 外部循环 以及后来将这一技术方法，推广为对一般污染物开展的污染预防审核；联合国环境署(UNEP/IEO)与联合国工业发展组织 (UNIDO)为开展清洁生产编制的工业排放物与废物审核。 根据国外清洁生产审核方法，结合我国清洁生产审核的实践，我国将清洁生产审核一般过程概括为：筹划与组织、预评估、评估、 备选方案产生与筛选、方案可行性分析、方案实施以及持续清洁生产等 7 个步骤环节。 其基本框架如图 4 所示。 策划和组织 、动员和培训 成果产出 审核小组 预审核 /低费方案 审核 、输出以及排污状况 /低费方案 成果产出 /低费方案的实施 成果产出 /低费方案的实施 备选方案的产生与筛选 /低费方案 成果产出 清洁生产方案 方案可行性分析 成果产出 实施方案的可行性分析报告 方案实施 1. 无费 /低费方案的实施 2. 推荐方案的决策与实施 3. 推荐方案的决策与实施 4. 成果产出 持续清洁生产 成果产出 生产组织 图 4 清洁生产审核基本框架 有效的清洁生产审核，可以系统地指导企业： 全面评价企业生产全过程及其各个过程单元或环节的运行管理现状，掌握生产过程的原材料、能源与产品、废物 (污染物 )的输入输出状况； 分析识别影响资源能源有效利用，造成废物产生，以及制约企业生态效率的原因或“瓶颈 ”问题； 产生并确定企业从产品、原材料、技术工艺、生产运行管理、以及废物循环利用等多途径进行综合 污染预防的机会、方案与实施计划 不断提高企业管理者与广大职工清洁生产的意识与参与程度，促进清洁生产在企业的持续改进。 目前，现有的清洁生产审核方法主要还是针对单一企业，并侧重于以生产过程及其运行管理改进为特征的污染预防活动。 把基于生命周期环境影响的产品评价融入清洁生产审核过程中，将会极大地促使清洁生产审核向着深层次发展，深化企业的清洁生产。 3． 环境管理体系 环境管理体系是一个组织实施环境管理与开展污染防治活动的组织基础和保证。 随着清洁生产在生产过程中的推行，以往以末端治理为基础的环境管理模式需 要向着以产品生命周期与生产过程为基础的全方位环境管理模式发展。 这种深入组织全过程的环境管理需要采取系统综合的而不是孤立分割的管理方式进行，它不仅需要在组织活动过程的各个组成部分与环节中贯穿渗透清洁生产的考虑和行动，而且需要从其各个组成环节的相互影响和有机联系上去实施清洁生产的活动。 特别地，必须实施建立一种有效的环境管理体系，从组织管理上适应并支持清洁生产及其持续实施。 为了支持可持续发展在全球的实施， 1993 年国际标准化组织开始了 ISO14000 环境管理系列标准的研究与制定。 其中 ISO1400１关于环境管理 体系的标准，依据 P(规划 )， D(实施 )，C(检查 ),A(改进 )的循环过程机制，为组织建立实施这样一个环境管理体系提供了指导。 按照ISO1400１，环境管理体系是组织管理体系的组成部分。 它包括为制定，实施，评审和保持环境方针所需要的组织结构，规划活动，职责，惯例，程序，过程与资源。 建立在“规划，实施，检查，评审诸环节构成的动态循环过程基础上的 ISO1400１环境管理体系，为组织实施，保持并实现其环境管理体系的不断改善，进而促进组织环境绩效的持续改进提供了一个系统结构化的运行机制。 这也是组织认识环境管理体系的体 系要素与技术方法，建立或改进其环境管理体系的重要工具。 为促进组织将单纯侧重污染末端治理的环境管理转向基于污染预防的环境管理体系，应将清洁生产的推行与 ISO1400１环境管理体系的实施有机结合起来。 实施环境管理体系，承诺污染预防的原则就要将清洁生产纳入体系建设，积极采取清洁生产的对策措施，切实实现环境管理体系的预防效果。 反之，清洁生产的有效开展与持续实施，也需要环境管理体系的组织和系统管理支持。 二 清洁的产品 1． 产品系统及其环境影响 获得产品是生产活动的首要目标。 产品不仅是工业生产各种效益的载体，而 且是体现工业生产与环境相互作用的基本单元。 同时，产品还决定着生产过程，并通过市场连接了生产过程和消费过程。 所谓产品系统是指“为实现一个或多个特下功能由物质和能量联系起来的单元过程的集合。 ”一个产品系统可能会通过多种联系与其他产品系统和环境系统发生关系，这些关系如图5 所示。 图 5 产品系统 图中 a～ g 表示一些过程， a、 b、 c、 d 为部分饮食在产品系统中的过程， e、 f 则为不包括在该产品系统中的过程， g 为从环境的提取过程和向环境的排放过程。 其中 a。