清洁生产基础知识

1 清洁生产基础知识清洁生产基础知识 一 什么是清洁生产一 什么是清洁生产 清洁生产 Cleaner Production 是要从根本上解决工业污染的问题 即在 污染前采取防止对策 而不是在污染后采取措施治理 将污染物消除在生产过 程之中 实行工业生产全过程控制 这是 80 年代以来发展起来的一种新的 创 造性的保护环境的战略措施 美国首先提出其初期思想 这一思想一经出现 便被 越来越多的国家接受和实施 70 年代末期以来 不少发达国家的政府和各大企 业集团 公司 都纷纷研究开发和采用清洁工艺 少废无废技术 开辟污染预 防的新途径 把推行清洁生产作为经济和环境协调发展的一项战略措施 1992 年联合国在巴西召开的 环境与发展大会 提出了全球环境与经济协调发展的新 战略 中国政府积极响应 于 1994 年提出了 中国 21 世纪议程 将清洁生产列为 重点项目 之一 一些国家在提出转变传统的生产发展模式和污染控制战略时 曾采用了不 同的提法 如废物最少量化 无废少废工艺 清洁工艺 污染预防等等 但是 这些概念不能包容上述多重含义 尤其不能确切表达当代容环境污染防治于生 产可持续发展的新战略 为此 联合国环境规划署与环境规划中心 UNEPIE PAC 综 合各种说法 采用了 清洁生产 这一术语 来表征从原料 生产工艺到产品 使用全过程的广义的污染防治途径 给出了以下定义 清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中 以期减少对人类和环境的风险 清洁生产的定义包含了两个全过程控制 生产全过程和产品整个生命周期全过 程 对生产过程而言 清洁生产包括节约原材料和能源 淘汰有毒有害的原材 料 并在全部排放物和废物离开生产过程以前 尽最大可能减少它们的排放量 和毒性 对产品而言 清洁生产旨在减少产品整个生命周期过程中从原料的提取到 产品的最终处置对人类和环境的影响 清洁生产思考方法与前不同之处是在于 过去考虑对环境的影响时 把注 意力集中在污染物产生之后如何处理 以减小对环境的危害 而清洁生产则是 要求把污染物消除在它产生之前 根据经济可持续发展对资源和环境的要求 清洁生产谋求达到两个目标 1 通过资源的综合利用 短缺资源的代用 二次能源的利用 以及节能 降耗 节水 合理利用自然资源 减缓资源的耗竭 2 减少废物和污染物的排放 促进工业产品的生产 消耗过程与环境相容 降 低工业活动对人类和环境的风险 二 二 洁生产的定义和概念洁生产的定义和概念 2003 年 1 月 1 日 中华人民共和国清洁生产促进法 正式设施以来 发改 委 环保局已于 2004 年 8 月 1 日颁发 中华人民共和国国家发展和改革委员会 国家环境保护总局第 16 号令 要求第八条规定的企业由环保局开列名单逐年强 制审核 其他由发改委统一进行生产促进 使企业开展自愿性的审核 1 定义 清洁生产是指通过不断改进设计 采用先进的工艺技术与设备 2 使用清洁的能源和原料 改善管理 综合利用等措施 达到 节能 降耗 减 污 增效 的目的 而绝非指 清洁卫生 2 概念 在清洁生产概念中包含了四层涵义 一是清洁生产的目标是节省能源 降低原材料消耗 减少污染物的产生量 和排放量 二是清洁生产的基本手段是改进工艺技术 强化企业管理 最大限度地提 高资源 能源的利用水平和改变产品体系 更新设计观念 争取废物最少排放 及将环境因素纳入服务中去 三是清洁生产的方法是排污审核 即通过审核发现排污部位 排污原因 并筛选消除或减少污染物的措施及产品生命周期分析 四是清洁生产的终极目标是保护人类与环境 提高企业自身的经济效益 三 清洁生产的内容三 清洁生产的内容 清洁生产的主要内容包括 1 清洁的能源 常规能源的清洁利用 可再生能源的利用 新能源的利用 节能技术 2 清洁的生产过程 尽量少用 不用有毒有害的原料 无毒 无害的中间产 品 减少生产过程中的各种危险因素 少废 无废的工艺和高效的设备 物 料的再循环 厂内 厂外 简便 可靠的操作和控制 完善的管理 3 清洁的产品 节约原料和能源 少用昂贵和稀缺的原料 利用二次资源作 原料 产品在使用过程中以及使用后不会危害人体健康和生态环境 易于回 收 复用和再生 合理包装 合理的使用功能和使用寿命 易处置 易降解 四 清洁生产的评价指标四 清洁生产的评价指标 衡量一个企业的清洁生产工作开展的如何 可以通过以下几个方面的指标 进行考虑 有毒有害产品淘汰 有毒有害原料淘汰 落后工艺 技术 设备淘汰 更新改造的工艺设备占应更新的工艺设备的 原材料 能耗单位产品消耗比上年减少 物料回收利用率 损失量比上年减少多少 产品物料流失 损失量比上年减少多少 产品收得率比上年增加多少 锅炉的热效率比上年提高多少 经济效益提高了多少 污染物减少多少 五 五 为什么要推行清洁生产为什么要推行清洁生产 发达国家在 60 年代和 70 年代初 由于经济快速发展 忽视对工业污染的 防治 致使环境污染问题日益严重 公害事件不断发生 如日本的水俣病事件 对人体健康造成极大危害 生态环境受到严重破坏 社会反映非常强烈 环境 问题逐渐引起各国政府的极大关注 并采取了相应的环保措施和对策 例如增 3 大环保投资 建设污染控制和处理设施 制定污染物排放标准 实行环境立法 等 以控制和改善环境污染问题 取得了一定的成绩 但是通过十多年的实践发现 这种仅着眼于控制排污口 末端 使排放的 污染物通过治理达标排放的办法 虽在一定时期内或在局部地区起到一定的作 用 但并未从根本上解决工业污染问题 其原因在于 第一 随着生产的发展和产品品种的不断增加 以及人们环境意识的提高 对工业生产所排污染物的种类检测越来越多 规定控制的污染物 特别是有毒有 害污染物 的排放标准也越来越严格 从而对污染治理与控制的要求也越来越高 为达到排放的要求 企业要花费大量的资金 大大提高了治理费用 既使如此 一些要求还难以达到 第二 由于污染治理技术有限 治理污染实质上很难达到彻底消除污染的 目的 因为一般末端治理污染的办法是先通过必要的预处理 再进行生化处理 后排放 而有些污染物是不能生物降解的污染物 只是稀释排放 不仅污染环 境 甚至有的治理不当还会造成二次污染 有的治理只是将污染物转移 废气 变废水 废水变废渣 废渣堆放填埋 污染土壤和地下水 形成恶性循环 破 坏生态环境 第三 只着眼于末端处理的办法 不仅需要投资 而且使一些可以回收的 资源 包含未反应的原料 得不到有效的回收利用而流失 致使企业原材料消耗 增高 产品成本增加 经济效益下降 从而影响企业治理污染的积极性和主动 性 第四 实践证明 预防优于治理 根据日本环境厅 1991 年的报告 从经 济上计算 在污染前采取防治对策比在污染后采取措施治理更为节省 例如就 整个日本的硫氧化物造成的大气污染而言 排放后不采取对策所产生的受害金 额是现在预防这种危害所需费用的 10 倍 以水俣病而言 其推算结果则为 100 倍 可见两者之差极其悬殊 据美国 EPA 统计 美国用于空气 水和土壤等环境介质污染控制总费用 包 括投资和运行费 1972 年为 260 亿美元 占 GNP 的 1 1987 年猛增至 850 亿美元 80 年代末达到 1200 亿美元 占 GNP 的 2 8 如杜邦公司每磅废物 的处理费用以每年 20 30 的速率增加 焚烧一桶危险废物可能要花费 300 1500 美元 即使如此之高的经济代价仍未能达到预期的污染控制目标 末端处理在经济上已不堪重负 因此 发达国家通过治理污染的实践 逐步认识到防治工业污染不能只依 靠治理排污口 末端 的污染 要从根本上解决工业污染问题 必须 预防为主 将污染物消除在生产过程之中 实行工业生产全过程控制 70 年代末期以 来 不少发达国家的政府和各大企业集团 公司 都纷纷研究开发和采用清洁工 艺 少废无废技术 开辟污染预防的新途径 把推行清洁生产作为经济和环境 协调发展的一项战略措施 80 年代以来 随着改革开放的不断深化 我国经济发展很快 各条战线取 得了显著的成就 1991 年国民生产总值比 1980 年增加 1 24 倍 90 年代以来 中国经济以每年 10 左右的速度稳定持续增长 经济的高速增长 城市化进程 的加快 各种资源的开发和消耗不断增加 对环境带来了很大的影响 根据 1994 年中国环境状况公报 不包括乡镇工业 全国废气排放量 11 4 万亿标立 方米 SO2 排放量达 1825 万吨 全国普遍存在酸雨的污染题 4 1994 年 全国废水总排放量 365 3 亿吨 其中工业废水排放量 215 5 亿吨 占总废水排放总量的 61 73 目前仅有不足 10 的城市废水和 35 工业废水进 行了适当的处理 绝大部份未经处理就直接排放 尤其是乡镇企业的废水直接 排入江河 对水系造成严重污染 在全国七大水系和内陆河流水质评价的 110 个重点河流中 属于 4 5 类标准的已占 39 江河水质污染的类型为有机污染 主要污染物为氨氮 高锰酸钾指数 生化需氧量和挥发酚 工业固体废弃物一年产生 6 2 亿吨 历年堆积量已达 64 6 亿吨 堆存占地 55697 公顷 全国草原退化 沙化 盐碱化发展趋势很快 严重退化面积 9000 多万公顷 占可利用草场面积的 1 3 以上 每年由于污染造成的经济损失在 1000 亿元以上 如此惊人的数字 使社会对环境污染造成的经济损失达到了难 以承受的地步 从资源承载能力来看 我国是一个人口密度高 人均资源贫乏的国家 按 目前水 我国人均土地占有量和水资源占有量只有世界人均占有量的 1 3 和 1 4 人均矿产资源不足世界平均水平的 1 2 随着人口增长和国民经济的发展 各种资源供给和社会需求的矛盾还将会进一步加剧 上述情况表明 如果我国仍以传统的高消耗 低产出 高污染的生产方式 来维持经济的高速增长 将会使环境状况进一步恶化 也会使有限的资源加速 耗竭 环境和资源所承受的压力反过来对社会经济的发展会产生严重的制约作 用 使经济增长现象成为短期行为 难以维持 所以必须转变传统的发展模式 实现经济与环境的协调发展 六 清洁生产与末端治理的比较六 清洁生产与末端治理的比较 由清洁生产的定义可以知道 清洁生产是关于产品和产品生产过程的一种 新的 持续的 创造性的思维 它是指对产品和生产过程持续运用整体预防的 环境保护战略 从上述清洁生产的含义 我们可以看到 清洁生产是要引起研究开发者 生产者 消费者也就是全社会对于工业产品生产及使用全过程对环境影响的关 注 使污染物产生量 流失量和治理量达到最小 资源充分利用 是一种积极 主动的态度 而末端治理把环境责任只放在环保研究 管理等人员身上 仅仅 把注意力集中在对生产过程中已经产生的污染物的处理上 具体对企业来说只 有环保部门来处理这一问题 所以总是处于一种被动的 消极的地位 侧重末 端治理的主要问题表现在 1 污染控制与生产过程控制没有密切结合起来 资源和能源不能在生产过程 中得到充分利用 任一生产过程中排出的污染物实际上都是物料 如农药 染料生产收率都 比较低 这不仅对环境产生极大的威胁 同时也严重的浪费了资源 国外农药 生产的收率一般为 70 而我国只有 50 60 也就是一吨产品比国外多排放 100 200 公斤的物料 因此改进生产工艺及控制 提高产品的收率 可以大大 削减污染物的产生 不但增加了经济效益 与此同时也减轻了末端治理的负担 又如硫酸生产中 如果认真控制硫铁矿焙烧过程的工艺条件 使烧出率提高 0 1 对于 10 万吨 年的硫酸厂就意味着每年由烧渣中少排放 100 吨硫 多烧 出 100 吨硫 又可多生产约 300 吨硫酸 因此污染控制应该密切的与生产过程 控制相结合 末端控制的环保管理总是处于被动的局面 资源不仅不能充分利 用 浪费的资源还要消耗其它的资源和能源去进行处理 这是很不合理的 5 2 污染物产生后再进行处理 处理设施基建投资大 运行费用高 三废 处 理与处置往往只有环境效益而无经济效益 因而给企业带来沉重的经济负担 使企业难以承受 目前各企业投入的环保资金除部分用于预处理的物料回收 资源综合利用 等项目外 大量的投资用来进行污水处理场等项目的建设 由于没有抓住生产 全过程控制和源削减 生产过程中污染物产生量很大 所以需要污染治理的投 资很大 而维持处理设施的运行费用也非常可观 根据废水水质 处理工艺流程及基础设施情况不同 处理 1 吨水 时需要基 建投资 2 6 万元 据统计 处理 1 吨化工废水需要 1 4 元 而去除 1 公斤 COD 则往往需要 2 6 元 目前许多企业由于种种原因 使物料流失严重 提高 了物耗和产品成本 已经造成经济损失 而流失到环境中的物料还需要很高的 费用去处理 处置 使企业受到双重的经济负担 3 现有的污染治理技术还有局限性 使得排放的 三废 在处理 处置过程中对 环境还有一定的风险性 如废渣堆存可能引起地下水污染 废物焚烧会产生有 害气体 废水处理产生含重金属污泥及活性污泥等等 都会对环境带来二次污 染 但是末端治理与清洁生产两者并非互不相容 也就是说推行清洁生产还需要末 端理 这是由于 工业生产无法完全避免污染的产生 最先进的生产工艺也不能避免产生污 染物 用过的产品还必须进行最终处理 处置 因此清洁生产和末端治理永远 长期并存 只有共同努力 实施生产全过程和治理污染过程的双控制才能保证 环境最终目标的实现 清洁生产与末端治理的比较清洁生产与末端治理的比较 比较项目清洁生产系统 末端治理 不含综合利用 思考方法污染物消除在生产过程中 污染物产生后再处理 产生时代80 年代末期70 80 年代 控制过程 生产全过程控制 产品生 命周期 全过程控制 污染物达标 排控制 控制效果 比较稳定 受产污量影响处 理效果产污量 明显减少 间接可推动减 少 排污量减少减少 资源利用率增加无显著变化 资源耗用减少增加 治理污染消耗 产品产量增加无显著变化 产品成本降低增加 治理污染费用 经济效益增加减少 用于治理污染 治理污染费用减少 随排放标准严格 费用增 加 污染转移无有可能 目标对象全社会企业及周围环境 6 七 清洁生产的与七 清洁生产的与 ISO14001ISO14001 环境管理体系认证的区别 环境管理体系认证的区别 清洁生产是指以节约能源 降低原材料消耗 减少污染物的排放量为目标 以科学管理 技术进步为手段 目的是提高污染防治效果 降低污染防治费用 消除或减少工业生产对人类健康和环境的影响 因此 清洁生产可以理解为工 业发展的一种目标模式 即利用清洁能源 原材料 采用清洁的生产的工艺技 术 生产出清洁的产品 同时 实现清洁生产 不是单纯从技术 经济角度出 发来改进生产活动 而是从主态经济的角度出发 根据合理利用资源 保护生 态环境的这样一个原则 考察工业产品从研究 设计 生产到消费的全过程 以期协调社会和自然相互关系 1S 系列标准是集近年来世界环境管理领域的最新经验与实践于一体的先进 体系 包括环境管理体系 EMS 环境审计 EA 生命周期评估 LCM 和环 境标志 EL 等方面的系列国际标准 与其他环境质量标准 排放标准完全不 同 它是自愿性的管理标准 为各类的组织提供了一整套标准化的环境管理方 法 1S 环境管理体系旨在指导并规范企业 及其它所有组织 建立先进的体系 引导企业建立自我约束机制和科学管理的行为标准 它适用于任何规模与组织 也可以与其它管理要求相结合 帮助企业实现环境目标与经济目标 清洁生产与 1S 环境管理体系是从经济一环境协调可持续发展的角度提高的 新思想 新措施 是九十年代环境保护发展的新特点 但它们之间有很大的差 别 1 侧重点不同 清洁主产着眼于生产本身 以改进生产 减少污染产出 为直接目标 而 1S 标准侧重于管理 强调建立标准化的 集国内外环境管理经 验于一体的 先进的环境管理体系模式 2 实施目标不同 清洁生产是直接采用技术改造 辅以加强管理 而 1S 标准是以国家法律法规为依据 采用优良的管理 促进技术改造 3 审核方法不同 清洁生产审核是以工艺流程分析 物料和能量平衡等 方法为主 确定最大污染源和最佳改进方法 ISO14000 标准侧重于检查企业自 我管理状况 审核对象有企业文件 现场状况及记录等具体内容 4 产主的作用不同 清洁生产向技术人员和管理人员提供了一种新的环 保思想 使企业环保工作重点从末端治理转移到生产的整个过程中来 ISO14000 标准为管理层提供一种先进的管理模式 将环境管理纳入其它的管理 之中 让所有的职工意识到环境问题并明确自己的职责 由此可知 清洁生产虽然已强调管理 但技术含量较高 环境管理体系强 调污染预防技术的采用 但管理色彩较高 两者共同体现了治理污染预防为主 的思想 两者相辅相成 互相促进 ISO14000 标准为清洁生产提供了机制 组织保证二 清洁生产的内容 清洁生产的主要内容包括 1 清洁的能源 常规能源的清洁利用 可再生能源的利用 新能源的利用 节能技术 2 清洁的生产过程 尽量少用 不用有毒有害的原料 无毒 无害的中间产 品 减少生产过程中的各种危险因素 少废 无废的工艺和高效的设备 物 料的再循环 厂内 厂外 简便 可靠的操作和控制 完善的管理 7 3 清洁的产品 节约原料和能源 少用昂贵和稀缺的原料 利用二次资源 作原料 产品在使用过程中以及使用后不会危害人体健康和生态环境 易于 回收 复用和再生 合理包装 合理的使用功能和使用寿命 易处置 易降 解 八 清洁生产的评价指标八 清洁生产的评价指标 衡量一个企业的清洁生产工作开展的如何 可以通过以下几个方面的指标 进行考虑 有毒有害产品淘汰 有毒有害原料淘汰 落后工艺 技术 设备淘汰 更新改造的工艺设备占应更新的工艺设备的 原材料 能耗单位产品消耗比上年减少 物料回收利用率 损失量比上年减少多少 产品物料流失 损失量比上年减少多少 产品收得率比上年增加多少 锅炉的热效率比上年提高多少 经济效益提高了多少 污染物减少多少 九 清洁生产的特点九 清洁生产的特点 1 体现预防为主的环境战略 改变传统的末端治理与生产过程相脱节 先 污染后治理的道路 从产品设计开始 到选择原料 工艺路线和设备 以及废物 利用 运行管理的各个环节 通过不断地加强管理和技术进步 提高资源利用率 减 少乃至消除污染物的产生 2 体现集约型的增长方式 改变传统的末端治理以牺牲环境为代价 建立 在以大量消耗资源能源 粗放型的增长方式的基础上 清洁生产则是走内涵发 展道路 最大限度地提高资源利用率 促进资源的循环利用 实现节能 降耗 减污 增效 3 体现环境效益与经济效益的统一 改变传统的末端治理 投入多 运行 成本高 治理难度大 只有环境效益 没有经济效益的状况 使企业管理水平 生产工艺技术水平得到提高 资源得到充分利用 环境从根本上得到改善 十 清洁生产的目标十 清洁生产的目标 清洁生产的基本目标就是提高资源利用效率 减少和避免污染物的产生 保护和改善环境 保障人体健康 促进经济与社会的可持续发展 对于企业来说 应改善生产过程管理 提高生产效率 减少资源和能源的 浪费 限制污染排放 推行原材料和能源的循环利用 替换和更新导致严重污 染 落后的生产流程 技术和设备 开发清洁产品 鼓励绿色消费 引入清洁生产方式应是实现这些目标的关键 但是当末端治理方案构成合 理对策的一部分时 也应当加以采用 从更高的层次来看 应当根据可持续发展的原则来规划 设计和管理生产 包括工业结构 增长率和工业布局等内容 应采用清洁生产理念开展技术创新 和攻关 为解决资源有限性和未来日益增长的原材料和能源需求提供解决途径 应建立推行清洁生产的合理管理体系 包括改善有关的实用技术 建立人力培 训规划机制 开展国际科技交流合作 建立有关的信息数据库 最终要通过实 8 施清洁生产 提高全民对清洁生产的认识 最终实现可持续发展的目标 还应当说明 从清洁生产自身的特点看 清洁生产是一个相对的概念 是 个持续不断的过程 创新的过程 十一 实施清洁生产有哪些途径和方法十一 实施清洁生产有哪些途径和方法 实施清洁生产的主要途径和方法包括合理布局 产品设计 原料选择 工 艺改革 节约能源与原材料 资源综合利用 技术进步 加强管理 实施生命 周期评估等许多方面 可以归纳如下 1 合理布局 调整和优化经济结构和产业产品结构 以解决影响环境的 结 构型 污染和资源能源的浪费 同时 在科学区划和地区合理布局方面 进行 生产力的科学配置 组织合理的工业生态链 建立优化的产业结构体系 以实 现资源 能源和物料的闭合循环 并在区域内削减和消除废物 2 在产品设计和原料选择时 优先选择无毒 低毒 少污染的原辅材料替代 原有毒性较大的原辅材料 以防止原料及产品对人类和环境的危害 3 改革生产工艺 开发新的工艺技术 采用和更新生产设备 淘汰陈旧设备 采用能够使资源和能源利用率高 原材料转化率高 污染物产生量少的新工艺 和设备 代替那些资源浪费大 污染严重的落后工艺设备 优化生产程序 减 少生产过程中资源浪费和污染物的产生 尽最大努力实现少废或无废生产 4 节约能源和原材料 提高资源利用水平 做到物尽其用 通过资源 原材 料的节约和合理利用 使原材料中的所有组分通过生产过程尽可能地转化为产 品 消除废物的产生 实现清洁生产 5 开展资源综合利用 尽可能多地采用物料循环利用系统 如水的循环利用 及重复利用 以达到节约资源 减少排污的目