（环境工程专业论文）电解铝清洁生产评价及系统开发研究.pdf

硕士学位论文摘要 摘要 清洁生产作为一种创造性的污染物源头控制思想，已经得到广泛 的应用。随着清洁生产在社会实践中逐步深入，对清洁生产活动进行 规范化并科学的评价其效果变得日益重要。同时，电解铝工业作为高 耗能有污染产业，电解铝生产企业迫切需要快速、有效的推行清洁生 产。因此，进行电解铝清洁生产评价的研究及其计算机信息系统的开 发研究，具有十分重要的意义。 本论文围绕清洁生产的思想，按照清洁生产评价的要求，充分考 虑电解铝生产企业的环境、资源属性，建立了具有层次结构的、可操 作性和可信度较强的电解铝行业清洁生产评价指标体系；结合实际情 况，运用层次分析法进行计算，确定了各级、各个指标的权重，明确 了各指标在清洁生产中的重要性。通过评价指标体系的建立，明确了 生产全过程控制的主要内容和目标，把清洁生产由抽象的概念变成了 直观的可操作性、可量化、可对比的具体内容。 在研究其它评价方法的基础上，提出了清洁生产模糊数学综合评 价方法；通过对电解铝生产的现有水平进行调查，确定了各指标的三 级标准，以此作为评价的依据。此方法可以准确的对电解铝生产企业 进行清洁生产水平的评价，为企业进行清洁生产方案的筛选、清洁生 产实施效果的评估提供有效工具。 针对清洁生产评价存在的评价指标多、信息量大、计算过程复杂 的特点，结合清洁生产评价指标体系的研究成果，设计和开发了电解 铝清洁生产评价系统：对系统功能进行了分析，运用原型法构建了系 统，建立了以电解铝清洁生产评价指标体系为核心的动态数据库，利 用v b 、s q l 等开发工具完成了系统的详细设计与开发。系统实现了 对电解铝清洁生产评价指标、评价结果的动态管理、快速查询及统计， 实现了模糊数学综合评价法的计算等，对其他行业的清洁生产评价具 有重要的推广价值。 ， 最后，本论文对国内典型电解铝生产企业清洁生产评价进行了实 例分析。评价结果表明，该评价指标体系能够反映电解铝生产企业的 清洁生产水平，该系统能够准确实现评价、查询等功能。 关键词清洁生产评价，电解铝，评价指标，层次分析法，模糊数学 摘要 评价法，数据库，信息管理系统 h 硕士学位论文a b s t r c t a b s t r a c t a st h e p o l l u t i o ns o u r c 圮c o n t r o l m o d e la n dc r e a t i v ei d e a , c l e a n e r p r o d u c t i o n ( c p ) i sw i d e l ye m p l o y e d i th a sb e c o m em o r ei m p o r t a n tt o s t a n d a r d i z ec pa n da s s e s st h ee f f o r t so fc pi nt h ee n t e r p r i s e m e a n w h i l e a sa ni n d u s t r y 谢t hah i g l ie n e r g yc o n s u m p t i o na n d p o l l u t i o n ，e l e c t r o l y t i c a l u m i n u me n t e r p r i s e sn e e dt oi m p r o v et h ed e v e l o p m e n to fc l e a n e r p r o d u c t i o ns e r i o u s l y s o ，i ti ss i g n i f i c a n tt os t u d yo na s s e s s m e n ta n dt h e m a n a g e m e n ts y s t e mf o re l e c t r o l y t i ca l u m i n u mc l e a n e rp r o d u c t i o n b a s e do nt h ep r i n c i p l eo fc pa n dt h er e q u i r e m e n to fc l e a n e r p r o d u c t i o na s s e s s m e n t ( c p a ) ，t h i sp a p e ra n a l y z e st h ee n v i r o n m e n t a l c h a r a c t e r i s t i c so fe l e c t r o l y t i ca l u m i n u me n t e r p r i s e ，a n db u i l d sac p a i n d i c a t o rs y s t e mw h i c hp o s s e s s e sah i e r a r c h ya n dg o o do p e r a b i l i t ya n d c r e d i b i l i t y i na d d i t i o n ，t h ep a p e rd i s c u s s e sh o wt oa p p l yt h em e t h o do f a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ( a j - i f ) t oc o n f i r mt h ew e i g h to f t h ei n d i c a t o r s t h ec p ai n d i c t o r s s y s t e ms h o w s t h ec o n t e n ta n da i m so fc pi n e l e c t r o l y t i ca l u m i n u me n t e r p r i s e s o nt h eb a s i so ft h e o r i e sa n dt o o l so ff u z z ym a t h e m a t i c s ，t h ec o n c e p t s o fs u b j e c t i n g - f u n c t i o na n ds u b j e c t i n g - d e g r e ee t c a r ei n t r o d u c e di n t o e l e c t r o l y t i ca l u m i n u mc pa s s e s s m e n t t h r o u g ht h er e s e a r c ho nt h e p r e s e n te l e c t r o l y t i ca l u m i n u mi n d u s t r y , t h es t a n d a r d so f i n d i c m o m ，w h i c h a r ；et h eb a s i so fc p a a l ea l s od e f i n e di nt h ep a p e r 1 1 1 cm e t h o dc a na s s e s s t h ep r e s e n tl e v e lo fe l e c t r o l y t i ca l u m i n u mc pi nt h ee n t e r p r i s e sc o r r e c t l y m a k i n gf u l lu s eo ft h et h e o r i e sa n dm e t h o d sa b o v e ，t h ep a p e r d e s i g n sa n dd e v e l o p sas o f t w a r es y s t e mf o re l e c t r o l y t i ca l u m i n u m c p a d u r i n gt h es y s t e md e s i g n i n g ，t h em e t h o do fp r o t o t y p ei su s e d ：a d a t a b a s eb a s e do ne l e c t r o l y t i ca l u m i n u mc p ai n d i c a t o rs y s t e mi sb u i l t ； s y s t e md e v e l o p i n gt o o l ss u c h 勰s q l a r eu t i l i z e di nt h ed e t a i ld e s i g n a n dd e v e l o p m e n t t h cs y s t e mi sa ne f f e c t i v et o o lf o re n t e r p r i s e st oa s s e s s t h ec l e a n e rp r o d u c t i o ns t a t ea n di m p r o v et h ed e v e l o p m e n to fc l e a n e r p r o d u c t i o n , a n df o rt h eg o v e r n m e n tt oc a r r yo u tm a n a g e m e n to f e n t e r p r i s ec l e a n e rp r o d u c t i o nw h i c hc a nb eu s e dt oc h e c k m o d i f ya n d r e n o v a t et h ei n d i c m o m i n f o r m a t i o n a n da s s e s sc l e a n e rp r o d u c t i o ni n i l l 硕士学位论文 a b s t r a c t f a c t o r y 嬲w e l l a tl a s t , t w ot y p i c a le l e c t r o l y t i ca l u m i n u me n t e r p r i s e sa r ec p a s s e s s e da n da n a l y z e da se x a m p l e s t h er e s u l t ss h o wt h a t ，t h ec p i n d i c a t o r ss y s t e mc a nr e f l e c tt h es t a t eo fc po ft h e s ee n t e r p r i s e s ，a n dt h e s y s t e mc a nb eu s e dt oa s s e s s ，c h e c ko u ta n d s oo i l k e yw o r d sc l e a n e r p r o d u c t i o na s s e s s m e n t ( c p a ) ；e l e c t r o l y t i c a l u m i n u m ，a s s e s s m e n ti n d e x ，a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ( a h p ) ，f u z z y m a t h e m a t i c s ，d a t a b a s e ，m a n a g e m e n ts y s t e m i v 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说 明。 作者签名：抽出勉日期：幽年月卫日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名：垃啦扎导师期：吐年上月卫日 硕士学位论文第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 1 1 1 清洁生产及其评价是可持续发展的要求 进入2 0 世纪以来，工业化与城市化进程飞速发展的同时也加剧了环境污染 和生态破坏，能源危机和资源短缺已经成为全球性的重大问题，严重制约了经济 发展，危及到人类自身健康、生存和发展。人们已经渐渐认识到，只有将经济发 展与环境保护协调起来，走可持续发展道路，才能达到既要发展经济，又要保护 和改善环境的目的，实现经济与环境的双赢。可持续发展是人类在总结社会经济 发展各种现象和规律以及教训的基础上，提出的面向未来的发展战略。这种战略 思想和发展理念的提出，对人类社会的传统发展观和发展战略都是一个全面的革 新和批判。它符合未来社会发展的需求和规律，从诞生之日起就得到了全世界的 普遍认同，并成为许多国家发展的基本战略。o - 4 1 2 0 世纪6 0 年代，工业化国家开始通过各种方法和技术对生产过程中产生的 废弃物和污染物进行处理，以减少其排放量，减轻对环境的危害，这就是“末端 治理”。同时，末端治理的思想和做法也逐渐渗透到环境管理和政府的政策法规 中【5 】。但随着末端治理措施的广泛应用，人们发现末端治理并不是一个真正有效 的解决方案。很多情况下，末端治理需要投入昂贵的设备费用、惊人的维护开支 和最终处理费用，其工作本身还要消耗资源、能源，并且这种处理方式会使污染 在空间和时间上了发生转移而产生二次污染【6 1 。人类为治理污染付出了高昂而沉 重的代价，收效却并不理想。 在末端治理不能有效解决环境问题的背景下，从7 0 年代开始，发达国家的 一些企业相继尝试运用如“污染预防”、“废物最小化”、“减废技术”、“源 削减”、“零排放技术”、“零废物生产”和“环境友好技术”等方法和措旌， 来提高生产过程中的资源利用效率、削减污染物以减轻对环境和公众的危害。这 些实践取得了良好的环境效益和经济效益，使人们认识到革新工艺过程及产品的 重要性 7 - s i 。在总结工业污染防治理论和实践的基础上，产生了清洁生产的概念。 清洁生产是人们思想和观念的一种转变，是环境保护战略由被动反应向主动行动 的一种转变。它要求把污染预防的战略持续运用于生产过程，产品和服务中去， 通过源头削减和全过程控制，以提高原材料和能源的利用效率，减少污染物对人 类和环境的风险 9 - - 1 0 1 。1 9 9 6 年，联合国环境规划署在总结了各国开展的污染预防 活动，并加以分析提高后，提出了清洁生产的定义，并得到国际社会的普遍认可 硕士学位论文 第一章绪论 和接受，其定义为； 清洁生产是一种新的创造性的思想，该思想将整体预防的环境战略持续应用 于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。 对生产过程，要求节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，减降所有废弃 物的数量和毒性； 对产品，要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利 影响： 对服务，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。 i h 清洁生产作为实现可持续发展的最佳途径，已经得到社会各界的认可和接 受，并在世界各地被广泛推广和应用于污染防治的实践中【1 2 1 。在清洁生产的实 施过程中，如何正确评价企业自身清洁生产水平和取得的成果，从而了解全企业 清洁生产潜力，就需要对个企业进行科学客观的评价。同时，随着清洁生产在社 会实践中逐步深入，对清洁生产活动进行规范化并科学的评价其效果交得日益重 要。 清洁生产评价是通过对企业的生产从原材料的选取、生产过程到产品服务的 全过程进行综合评价，评定出企业清洁生产的总体水平以及每一个环节的清洁生 产水平，明确该企业现有生产过程、产品、服务各环节的清洁生产水平在国际和 国内所处的位置，并针对其清洁生产水平较低的环节提出相应的清洁生产措施和 管理制度，以增加企业市场竞争力，降低企业的环境责任风险，最终达到节约资 源、保护环境的目的【1 3 1 。 清洁生产评价是一种环境管理工具f 1 4 1 。它可以对产品及其整个生命周期中 所涉及的环境等方面的问题进行综合评价，因而可用于企业产品的开发与设计， 也可有效地支持政府环境管理部门制定有关环境政策，同时又可用于产品的环境 标志认证，从而指导消费者的环境产品消费行为。清洁生产评价推进我国清洁生 产普及和深入实施具有重要的理论意义和指导意义。 1 1 2 电解铝行业实施清洁生产势在必行 铝具有优越的性能，在现代建筑业、交通运输业、电力工业和包装业中被广 泛应用，是现代工业重要的基础原材料。近年来，中国的电解铝工业发展迅速， 产业规模急剧扩大，建成投产的电解铝厂有1 4 0 多家，到2 0 0 4 年底我国电解铝 产能已超过8 5 0 万t ，产量已达6 5 0 万t ，约占世界电解铝产能的3 0 ，居世界 第一位，成为世界上产铝大国之一f 1 5 1 。 同时，电解铝工业也是高耗能有污染产业【1 6 1 。电解铝生产过程中，氟化铝、 冰晶石、氟化盐等，在高温条件下，熔融为电解质，氧化铝熔于电解质，在直流 电作用下，发生电化学反应，在阴极析出金属铝，电解质中的氟化物与原料和空 2 硕士学位论文第一章绪论 气中的水分反应生成h f ，与碳、硅元素反应生成c f 4 、s i f 4 等氟化物，从电解 槽散发出来。同时由于电解槽加工操作，造成氟化物粉尘扬散。这些气态和固态 氟化物最终随电解烟气摔放到电解槽外，造成环境污染，其中，氟化物、沥青烟 是电解铝生产特征污染物。铝电解企业一般以数十台至百余台电解槽为一个系 列，电解厂房长度一般在几百米至上千米，对厂区周围影响范围较大，特别在不 利气象条件下，可能发生污染事故。铝电解又属于高能耗产业，电解铝生产成本 中约4 0 属于能耗，吨铝电耗高达1 5 0 0 0 k w i v t 左右。 目前，我国电解铝企业在废气排放和能耗方面与国外电解铝企业相比，还有 很大的差距，主要表现为环境污染严重；能耗高，电流效率低；电解槽寿命短； 成本耐“j 。见表1 1 表1 - 1 国内外电解铝生产主要技术经济指标对比( 2 0 0 5 年) t a b l e l lm a i nt e c h n o l o g ye c o n o m i ci n d i c a t o rc o n t r a s t b e t w e e nd o m e s t i ca n df o r e i g ne l e c t r o l y t i ca l u m i n i u mp r o d u c t i o n ( 2 0 0 5 ) 为实现我国电解铝工业的可持续发展，认真落实中华人民共和国清洁生产 促进法，使电解铝生产按照党的十六大提出的“走出一条科技含量高、经济效 益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优化得到充分发挥的新型工业化路子”， 当前解决电解铝厂环境污染和节能降耗是电解铝工业刻不容缓的任判。 清洁生产是一种有别于传统末端治理的新型环保思想，它将整体预防的环境 战略持续应用于生产全过程，在做到提高企业效益的同时，尽可能的减少人类对 环境的风险，以期达到节能、降耗、减污、增效的目的，是实现经济和环境协调 持续发展的一项重要措施【1 恻。近年来，我国电解铝生产能力迅速增加，技术 3 硕士学位论文 第一章绪论 装备水平不断提高，但环境保护技术研究相对滞后，环境监管比较薄弱。针对这 种情况，国家环境保护总局在关于进一步加强电解铝行业环境管理的通知 ( 环发 2 0 0 4 1 9 4 号) 中明确指出“电解铝生产企业必须采用清洁生产工艺和严格 的污染控制措施，减少污染物排放量”。并且“大力鼓励电解铝企业和科研单位 开展电解铝清洁生产技术、污染治理技术的研发，进一步提高大型预备槽电解铝 企业的清洁生产水平，减少氟化物的排放量。” 由此可见，环境成本是每个生产企业必须考虑的问题，清洁生产是电解铝生 产企业的必然选择【2 l 】。电解铝行业实施清洁生产是执行现行国家政策法规的迫 切要求。随着建设节约型社会的进一步推进，对电解铝行业开展清洁生产提出了 更高要求。 1 2 研究现状及存在的不足 1 2 1 国外清洁生产评价研究现状 清洁生产战略的实施，正逐步向社会生产的各个拓展和渗透，为使其能持 续有效的开展，准确的判断清洁生产实施的效果，清洁生产评价的研究，日益为 广大环境工作者所关注。 清洁生产是人类在处理经济发展与环境的关系中平衡两者关系的基本理念， 它符合可持续发展的要求。因此，清洁生产与可持续发展思想一样，在全世界得 到了积极的响应。许多国家的政府都以不同的方式和手段来推进本国清洁生产的 发展。国外清洁生产开始时间比较早，因此很多发达国家，如美国、日本、加拿 大等，都相继开发出很多清洁生产指标，用以推进本国的清洁生产，如表1 2 。 表1 - 2 国外常用的清洁生产指标 t a b l e l - 2c i i n d e x e si nf o r g e i nc o n t r i e s 4 硕士学位论文第一章绪论 表l - 2 中所列各指标的具体说明如下： 生态指标欧盟用环境影响的观念来评估评估污染物质对生态环境的影 响和对人类健康的危害，并建立各项指标体系阎。 生态指标是根据污染物排放后对环境、生态系统或人类健康造成的危害的 大小所建立的指标。不过，由于这些危害的大小是根据当地的环境标准、气候状 况、天文状况、水力状况而定的，所以生态指标的区域性很强，对其他区域，如 亚洲，这些指标并不一定适用 气候变化指标嘲温室气体的排放会改变大气的组成，提高地表温度， 引起全球变暖。荷兰所制定的气候变化指标是将全国每年的c 0 2 、c l - h 、n 2 0 的 排放量，以及c f c s 的使用量都折算成c 0 2 当量后相加，以表示它们对温室效 应或全球变暖的贡献。荷兰政府逐年调查此类指标，并制定相应的削减目标。这 一指标适用于政府对全国的温室气体控制，它能提供明确的指引，但是对于个别 企业却无法指导清洁生产的进行。 环境绩效指标欧盟绿色圆桌组织( e u r o p e a ng r e e n t a b l e ) 在所提出的 环境绩效指标( e n v i r o n m e n t a lp e r f o r m a n c ei n d i c a t o r s ，简称e p i ) 报告中，针对 铝冶炼业、油汽勘探制造业、石油精炼、石化、造纸等行业，根据行业特性提出 该行业应该建立的清洁生产指标项目【2 牝5 1 。虽然欧盟所提出的环境绩效指标对 我国并不完全适用，但是针对行业特性发展清洁生产指标的这一原则，对于我们 建立各行业的指标体系还是具有极高的参考价值的。 环境负荷指标英国得利公司( i c i ) 所属的f c m o ( f i n ec h e m i c a l s 5 硕士学位论文 第一章绪论 m a n u f a c t u r i n go r g a n i z a t i o n ) 发展出一种称为环境负荷指标( e n v i r o n m e n t a ll o a d f a c t o r ，简称e l f ) 的简单指标供化工工艺开发人员作为评估新工艺的参考值， 其定义如表中公式所示。式中的废弃物不包括工序用水和空气，不参与反应的氮 气( n 2 ) 也不算在内。这个公式适合于有化学反应的工序。不过，“废弃物”没 有有害、无害之分，只以总当量指标值表示，不能真正表示其对环境的影响程度。 废弃物产生率美国3 m 公司自1 9 7 5 年开始执行3 p ( p o l l u t i o np r e v e n t i o n p a y s 【2 6 1 ，污染预防支付) 计划以来，绩效卓著，第一年就减少各类( 气、液、固) 污染物约5 0 万吨。3 m 公司有一个简单的指标作为评估工艺的参考值。它的定 义如表1 2 所示。 3 m 公司的废弃物产率与英国i c i 公司的环境负荷指标极为相似，废弃物的 定义相同，只是比较的基准不同。环境负荷指标以产品为基准，废弃物产率指标 以总产出( 包括产品、副产品和废弃物) 为基准，其值永远小于l ，而e l f 值 则可以大于l 。与e l f 相同，废弃物产生率的值也无法真正表示其对环境的影响 程度。 减废情况交换所美国环保署的减废情况交换所( p o l l u t i o np r e v e n t i o n i n f o r m a t i o nc l e a r i n g h o u s e ，简称p p i c ) ) 所采用的方式是经常调查朋2 估废弃物产 生量、原料、水及能源的耗用量。在每次调查评估之间必须进行某项改善，然 后比较改善前后的情况，以评估改善的程度。需要注意的是，这类指标只适用于 同一工厂在工艺改进前后的比较【2 7 】。 1 2 2 国内清洁生产评价研究现状 1 9 9 3 年，中国在世界银行技术援助下实施了“推进中国清洁生产”合作项 目，拉开了中国开展清洁生产的序幕，随后，世行、亚行、国际组织及有关国家 政府都在清洁生产方面与中国进行了广泛的合作。在中国政府有关部门、产业界、 经济界和社团组织以及社会中介服务机构的努力和积极配合下，使中国在推进清 洁生产方面取得了一定的成绩，获得了联合国环境规划署的高度评价，认为中国 是发展中国家开展清洁生产成果较大的国家之一。目前中国已在企业示范、人员 培训、机构建设和政策研究等方面取得了明显的进展脚】。 清洁生产评价的研究工作相对来说起步就要晚一些。我国自开始清洁生产试 点示范和相关研究以来，制定和颁布了一系列规范和推动清洁生产的法律法规和 行业规范，各行各业、各个不同地区和部门进行了不断的探索和努力，取得了较 大成绩，在清洁生产评价指标方面也进行一些的探索和尝试，形成了初步规范。 ( 1 ) 第一阶段 2 0 0 2 年，由国家环境保护总局发布了1 5 个行业的清洁生产技术要求， 包括制革行业( 猪轻革) 、氨纶、白酒制造业( 浓香型大曲) 、宾馆饭店行业、彩 6 硕上学位论文第一章绪论 色显像( 示) 管生产、餐饮行业、氮肥制造业、分体式空调制造业、甘蔗制糖业、 黑色冶金( 中厚板轧钢) 业、化纤行业( 涤纶) 、化纤行业( 维纶) 、化纤行业 ( 腈纶) 、基本化学原料制造业( 环氧乙烷或乙二醇) 、酒精制造业。这一系列 清洁生产技术要求按照清洁生产的原理，从提高资源利用率和减少环境污染出 发，针对中生产过程的资源能源利用、污染物产生、产品的生产过程、废物回收 利用和环境管理提出了具体的技术要求。 清洁生产技术要求的制订在国内乃至国际尚属首次，因此没有现成的标准或 要求可借鉴。此次要求的制订严格按照清洁生产的定义，立足企业，用生命周期 分析的方法进行分析，主要围绕产品生产的生命周期而展开，从生产工艺与装备、 资源能源利用指标、产品指标、污染物产生指标、废物回收利用指标、环境管理 要求六个方面来考虑，并对每个指标按照一级( 到国际上同行业清洁生产先进水 平) 、二级( 达到国内同行业清洁生产先进水平) 、三级( 达到国内一般清洁生 产水平，即基本要求) 分别给出了明确的定义。 这些技术要求把行业知识和环保知识有机的结合，由此而达到通过对企业生 产环节提出要求，实现环境保护和可持续发展的目的。该类清洁生产技术要求的 制定是一次很好的尝试，虽然没有形成完整的评价体系，但是为接下来开展清洁 生产评价的研究奠定了基础。 ( 2 ) 第二阶段 随着清洁生产的不断推进，相关的研究工作也在不断深入。2 0 0 3 年到2 0 0 5 年间，国家又陆续发布了一些行业的清洁生产技术标准，同时也展开的清洁生产 评价的研究。2 0 0 5 年，根据中华人民共和国清洁生产促进法和国务院办 公厅转发发展改革委等部门关于加快推行清洁生产意见的通知( 国办发 【2 0 0 3 1 0 0 号) ，国家发展和改革委员会、国家环境保护总局制定了钢铁行业 清洁生产评价指标体系( 试行) 、氮肥行业清洁生产评价指标体系( 试行) 和电镀行业清洁生产评价指标体系( 试行) ，于同年五月发布，并发布之日 起开始施行。 根据清洁生产的原则要求和指标的可度量性，这一系列的评价指标体系分为 定量评价和定性要求两大部分。定量评价指标选取了有代表性的、能反映“节能”、 “降耗”、“减污”和“增效”等有关清洁生产最终目标的指标，建立评价模式。 通过对各项指标的实际达到值、评价基准值和指标的权重值进行计算和评分，综 合考评企业实施清洁生产的状况和企业清洁生产程度。定性评价指标主要根据国 家有关推行清洁生产的产业发展和技术进步政策、资源环境保护政策规定以及行 业发展规划选取，用于定性考核企业对有关政策法规的符合性及其清洁生产工作 实施情况。定量指标和定性指标分为一级指标和二级指标。一级指标为普遍性、 7 硕上学位论文 第一章绪论 概括性的指标，二级指标为反映钢铁企业清洁生产各方面具有代表性的、易于评 价考核的指标。此外，考虑到不同企业生产工序和工艺过程的不同，本评价指标 体系根据企业各自的实际生产特点，对二级指标的内容及其评价基准值、权重值 的设置有一定差异，使其更具有针对性和可操作性f 2 9 - 3 0 1 。 在确定清洁生产评价指标的评价基准值时，依据了国家或行业对该项指标的 相关要求和大中型企业清洁生产所实际达到的水平值，代表了该行业清洁生产的 平均先进水平，据有一定的科学性。 在确定评价指标的权重值时，原则上是根据该项指标对该行业企业清洁生产 实际效益和水平的影响程度大小及其实施的难易程度来确定的。实际操作中采用 了专家打分法，在一定程度上能够反映实际情况。 在评价方法的选择上，选用了定量评价指标单项评价与定性评价指标的考核 评分相结合的方法。方法如下： 定量评价二级指标的单项评价 对指标数值越高( 大) 越符合清洁生产要求的指标，其计算公式为：s i = s x i s o i 对指标数值越低( 小) 越符合清洁生产要求的指标，其计算公式为：s i = s o i s x i 式中： s f 一第i 项评价指标的单项评价指数。如采用手工计算时，其值取小数点后 两位； s “一第i 项评价指标的实际值( 考核年度实际达到值) ； s 。广第i 项评价指标的评价基准值。 定量评价考核总分值的计算公式为： p l = ( s i k ) ( 1 - 1 ) 面 式中： p i - - 定量评价考核总分值； n 一参与定量评价考核的二级指标项目总数； s f 一第i 项评价指标的单项评价指数； k r 第i 项评价指标的权重值。 定性评价指标的考核评分计算 定性评价指标的考核总分值的计算公式为： p 2 = e ( 1 - 2 ) i = 1 式中：p 厂定性评价二级指标考核总分值； f 广定性评价指标体系中第i 项二级指标的得分值： 硕t 学位论文 第一章绪论 n 一参与考核的定性评价二级指标的项目总数。 综合评价指数的计算公式为： p = o 7 p l + o 3 p 2 ( i - 3 ) 式中：卜企业清洁生产的综合评价指数，其值一般在1 0 0 左右； p i 、p 厂分别为定量评价指标中各二级指标考核总分值和定性评价指 标中各二级指标考核总分值【3 1 1 。 该套清洁生产评价标准形成了比较完整的评价体系，包括评价指标、基准值、 权重，也提出了具体的评价方法，相对于前一时期的清洁生产技术要求，这套标 准能够直接为这三个行业开展清洁生产评价提供科学的依据，同时，也为其他行 业清洁生产评价指标的制定以及清洁生产评价的进一步研究提供了宝贵的借鉴 经验。但是，也存在也一些问题，主要表现在：权重确定方法比较简单，主 要靠专家打分计算权重值，主观因素多、评估周期长、实际操作困难较大。评 价方法不精确，有时候很难准确反映出企业清洁生产实施的真实水平，失去了评 价的意义。 总的来说，到目前为止，我国较常用的清洁生产评价指标所用指标定性评价 多，定量考评少，没有形成具有普遍应用性的科学体系。 1 2 3 电解铝清洁生产评价研究现状 近年来，随着清洁生产在有色冶炼行业的推行，对电解铝生产也提出了更高 的要求，电解铝清洁生产及评价的研究也从无到有，取得了一定的进展。 2 0 0 2 年，由国家环境保护总局科技标准司提出，并由抚顺市环境保护研究 所、抚顺市清洁生产中心所负责起草了铝电解业清洁生产技术要求。本技术 要求按照清洁生产的原理，从提高资源利用率和减少环境污染出发，针对铝电解 生产过程的资源能源利用、污染物产生、产品的生产过程、废物回收利用和环境 管理提出技术要求。一共有生产工艺与装备要求( 1 个) 、资源能源利用指标( 8 个) 、污染物产生指标( 2 个) 、废物回收利用指标( 6 个) 、环境管理要求( 3 个) 五大类指标，对每个指标都分三级进行描述。 本技术要求适用于预焙槽铝电解生产企业( 电流强度1 3 5 k a 以上，不包括 生活消耗) 的清洁生产审核、清洁生产绩效评定和清洁生产绩效公告制度。 这套标准对电解铝生产企业开展清洁生产有着一定的指导作用，但也存在着 如下问题： 指标设计不合理。对于电解铝生产过程中比较重要的某些指标，在本技术 要求中没有涉及。此外，整个技术要求定性指标较多，采用大量文字进行描述， 同时不同等级要求也存在着不够明确的问题，可操作性不强。 指标缺少权重。权重可以反映出该项指标对企业清洁生产的影响程度，在 9 硬上学位论文 第一章绪论 该套技术要求中没有进行权重的确定，在一定程度上降低了指标的指导意义。 没有提出评价方法。该技术要求没有明确的提出对企业进行清洁评价的方 法和步骤，同时由于前两方问题的制约，也存在的很大难度运用本套标准对电解 铝生产企业进行清洁生产评价。 1 2 4 环境管理信息系统的研究现状 随着环境科学和信息技术的发展，计算机在环境保护工作中得到了同益广泛 的应用。很多国家都陆续建立起各种环境信息系统，在环境监测、科学研究、规 划决策、环境预测和评价等各个领域发挥着重要的作用。 环境管理信息系统( 简称e m i s ) 是一个以系统论为指导思想，通过人、机 ( 计算机或监测仪器等) 结合收集环境信息，通过模型对信息进行转换和加工， 并据此进行污染源管理和控制、区域污染物总量监控、新污染源分配等方面的管 理，最后实现环境管理的计算机模拟系统【3 纠3 1 。一个理想的e m i s 应具有以下 几种功能： 尽可能及时和全面的提供环境科研和管理的各种数据和信息；提供统 一格式的环境信息；利用适当的数学模型加工数据；对不同的用户给出不 同要求和不同精度的图表、报告，以辅助管理者进行决策【蚓。 ( 1 ) 国外环境管理信息系统的研究现状 2 0 世纪7 0 年代初期以来，计算机在工业发达国家的环境保护工作中得到 了日益广泛的应用，目前已经开发多种大型、多功能、综合性的环境信息系统。 美国环境管理系统美国环保署( u s e p a ) 已建立起来的信息系统或称 数据资料系统( e p ad a t es y s t e m ) 主要有环境感知、环境实况数据库、大湖地 区信息系统、城市固体废物实况书等等。此外，主要还有全国大气检测数据信息 服务系统( n a d i s ) 、国家大气测定数据库( n a d b ) ，这些系统除完成环境监 测任务外，还用于行政管理、科学研究、环境决策、规划及预测等方面的任务【明。 日本环境信息系统日本国立公害研究所开发的s a p i e n s 是一种集成了 多种任务的综合环境信息系统，其功能除了数据存储之外，还具有运用各种数理 模型对系统收集和整理过的环境信息进行分析、长期预测、综合争端和因果分析 等功能，可用于环境政策评价、决策和计划制定。 加拿大环境管理系统一一可持续发展信息系统这是由加拿大环境部维 护的w e b 主页，提供对加拿大政府的可持续发展知识与信息的访问，包括项目 计划、活动、产品、服务、经验以及与可持续发展有关的其他内容。 英国环境管理信息系统一一通过废物的集成可持续管理来保存资源 ( p 砧s m ) 该系统是世界资源基金会( w o r l dr e s o u r c ef o u n d a t i o n ，w r f ) 提供 的关于废物的可持续管理的信息服务，包括城市废物管理、最低限利用、重用、 1 0 硕士学位论文 第一章绪论 回收、堆肥、能源再生、废物处理场等。该站点由最新信息栏、p r i s m 信息档 案、废物数据资源、世界废物w 西、适用的搜索引擎等超链接入口t 3 6 1 。 ( 2 ) 国内环境管理信息系统的研究现状 我国环境信息系统的建设起步较晚，但与信息系统的发展一样也经历了由单 机到网络，由低级到高级，由电子数据处理到管理信息系统再到决策支持系统， 由数据处理到智能处理的过程【3 7 1 。2 0 世纪8 0 年代初期以来，国家、各地和各部 门陆续建立起各种环境信息系统。 1 9 8 0 1 9 9 0 年间 “六五”、“七五”期间，我国在环境信息系统的研究上做了大量工作，初 步建成了一些研究型的环境信息系统，如国家水质管理信息系统( n w q m i s ) 、国 家环境信息系统、以及一些地方性环境管理信息系统，如吉林市环境管理信息系 统、常州市环境管理信息系统等。此外，随着一系列环境管理制度的形成和初步 完善，国家环保局有关司处组织开发、审查、推广了一些应用软件，如环境质量 监测数据软盘传输软件、重点工业污染源动态数据库系统、环境统计系统等。在 环境信息系统建设的理论、方法和技术上做出了有益的探索f 3 9 1 。 1 9 8 7 年，杭州市环保局开展了基于w i n d o w s 操作系统下的以总量排污收费 为核心的环境管理信息系统，该系统还包括了建设项目管理信息系统、信访和行 政出发管理信息系统、机动车尾气管理信息系统。随后的十几年，杭州市环保局 将该系统扩大到了污染源管理信息系统、办公自动化系统、环境信息发布系统和 环境监测系统。系统在设计时充分考虑了计算机和信息系统技术的发展、环境信 息量的加剧以及系统的扩展，因此，到目前为止整个系统运行稳定、操作方便、 便于扩展，时一个相当成熟的环境管理信息系统【钟l 。 2 0 世纪9 0 年代 进入2 0 世纪9 0 年代以后，新的信息技术不断涌现，掀起了信息技术革命 的新浪潮。与环境信息系统发展有关的一些动向包括：通信技术和互联网的迅猛 发展；计算机系统结构由封闭集中向开放分散的转交，3 s 技术( 指遥感系统( r s ) ， 地理信息系统技术( g i s ) 和全球定位系统( g p s ) ) ；o o ( 面向对象) 技术；多媒 体技术等。信息系统设计的开发路线紧密依赖于最新的信息技术的发展，尤其是 软件技术的发展。从汇编一f o r t r a n p a s 2 c a l c c + + 一v i s u a l b a s i c ，v i s u a l c + + ，d e lp h i 的编程语言发展；从结构化一面向( o o p ) 一 c o m 技术( o le 、a c 2 t i v e x ) 软件设计技术的发展，不断提供新的、简洁实用 的设计方案和更加完善丰富的内容。 2 0 世纪9 0 年代中国在环境信息领域得到了很大的发展。各级环境保护部 门将先进的计算机信息技术应用于日常的环境管理和环境决策支持中。如“八五” 硕士学位论文第一章绪论 期间研制的全国省级环境决策支持系统、大连市环保管理信息系统、苏州河环境 信息系统等，环境信息系统的理论、方法和技术获得了进一步的丰富【4 i 】。 2 l 世纪初 国家环境保护总局以试试环境管理办公自动化应用为契机，以环境管理数据 库开发为基础，以环境管理应用系统建设为核心，开展了一系列环境管理应用系 统的开发与建设，已经初步形成以环境统计、污染源管理、环境监测为主要信息 源的环境信息管理系统网络【4 2 l 。 近年来，国家环保总局相继开发了全国环境统计管理信息系统、全国 环境质量监测管理系统、全国排放污染物申报登记信息管理、全国生态 环境状况调查信息管理系统等一系列环境管理应用软件，并在全国范围内推广 使用。这些系统通过各类环境信息采集手段获取的污染源、环境质量和生态环境 数据，采用地( 市) 级一省级一国家级的数据传输通道，分别传输到相应的数据 管理系统中，再由系统进行处理、加工( 包括汇总、统计分析等) ，形成国家环 境信息资源基础业务数据库，为各级环境保护部门进行环境管理决策和科学研究 提供大量环境信息产品，实现了环境监督、环境管理等业务的信息化【4 3 】。 ( 3 ) 清洁生产信息系统研究现状 国内外的大量清洁生产实践表明，缺乏各种有关信息是制约清洁生产实施的 重要障碍之一。由于清洁生产涉及政府、企业界、社会公众等多个方面，需要相 互沟通和共同行动。有效的清洁生产信息收集、发布、传播对于促进清洁生产开 展具有重要的意义洲。 作为推行清洁生产的一项基础工作，清洁生产信息的建设不仅能为企业停工 大量丰富的清洁生产政策、管理、技术信息，支持企业清洁生产工作的开展，丽 且可为政府组织与推进清洁生产的认识、推动他们积极参与到清洁生产工作中 来，发挥对政府与企业界实旌清洁生产的支持与监督作用。但是由于在清洁生产 领域，计算机的应用研究才刚刚起步。目前，能查阅到的相关成果和报道都很少。 2 0 0 2 年，重庆大学的熊敏、熊文强开展了“重庆市清洁生产信息数据库建 设”的研究f 4 5 l ，他们采用w i n d o w s 2 0 0 0 操作系统和d d p h i 5 开发工具，结合重 庆的市情，确定设计目标与软件功能，从实用、高效、前瞻性角度创建了重庆市 清洁生产信息数据库，调试运行结果证明效果良好，可为促进重庆工业企业推行 清洁生产提供技术信息服务。 1 3 研究意义 自清洁生产概念提出以来，随着电解铝行业清洁生产研究的深入，解决电解 铝生产企业清洁生产发展的效果评价问题日益迫切，进行电解铝清洁生产评价及 1 2 硕士学位论文第一章绪论 其评价系统的开发研究具有重要的理论和实践意义。