第一节 清 洁 生 产
一、清洁生产概述
1.清洁生产的由来
20世纪60年代以来,为了减轻发展给环境带来的压力,工业化国家通过各种方式和手段对生产过程末端的废物进行处理,这就是所谓的“末端治理”。这种方法可以减少工业废物向环境的排放量,但很少影响到核心工艺的变更,在工业发达国家中取得了广泛的应用。“末端治理”的思想和做法也已经渗透到环境管理和政府的政策法规中,但实践逐步表明“末端治理”并不是一个真正的解决方案。很多情况下,“末端治理”需要昂贵的建设投资和惊人的运行费用,末端处理过程本身要消耗资源、能源,并且也会产生二次污染,使污染在空间和时间上发生转移。因此,这种措施是不符合可持续发展战略的,是不能从根本上解决环境污染问题的。对于“末端治理”的分析批判导致了解决环境污染问题新策略的诞生。
2.清洁生产的发展历程
20世纪70年代,许多关于污染预防的概念和措施相继问世,如“少废无废工艺”“无废生产”“废料最少化”“污染预防”“减废技术”“源头削减”“零排放技术”和“环境友好技术”等,都可以认为是清洁生产的前身。
1989年联合国环境规划署(UNEP)在总结发达国家污染预防理论和实践的基础上提出了清洁生产战略和推广计划。1990年9月在英国坎特伯雷举办了“首届促进清洁生产高级研讨会”,会上提出了一系列建议,如支持世界不同地区发起和制定国家级的清洁生产计划,支持创办国家级的清洁生产中心,进一步与有关国际组织以及其他组织联结成网等。此后,这一高级研讨会每两年召开一次,以便定期评估进展,交流经验,发现问题,提出新的目标等。
1992年6月联合国环境与发展大会在巴西的里约热内卢召开,大会通过了实施可持续发展战略的纲领性文件《21世纪议程》。作为实施可持续发展战略的先决条件和关键对策措施,清洁生产正式写入《21世纪议程》中。在联合国的大力推动下,清洁生产逐渐为各国企业和政府所认可,清洁生产进入了一个快速发展时期。各种国际组织也开始参与推行清洁生产。联合国工业发展组织和联合国环境规划署(UNIDO/UNEP)在首批9个国家(包括中国)资助建立了国家清洁生产中心。世界银行(WB)等国际金融组织也积极资助在发展中国家展开清洁生产的培训工作和建立示范工程。
2000年10月在加拿大蒙特利尔市召开的第六届清洁生产国际高级研讨会对清洁生产进行了全面系统的总结,并将清洁生产形象地概括为技术革新的推动者、改善企业管理的催化剂、工业运行模式的革新者、连接工业化和可持续发展的桥梁。从这层意义上,可以认为清洁生产是可持续发展战略引导下的一场新的工业革命,是21世纪工业生产发展的主要方向。
二、清洁生产的概念
1.清洁生产的定义
1996年,联合国环境规划署将清洁生产定义为: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;对于服务,要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。
2002年我国出台的《中华人民共和国清洁生产促进法》借鉴了上述定义,将清洁生产定义为:清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施,从源头削减污染,提高资源利用效率,减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。
上述定义清晰地表达了清洁生产的战略性质、作用对象和目标。清洁生产强调战略措施的预防性、综合性和持续性。
预防性,即污染预防。清洁生产强调事前预防,要求以更为积极主动的态度和富有创造性的行动来避免或减少废物的产生,而不是等到废物产生以后再采取末端治理措施。后者往往只是污染物的跨介质转移,且带来生产的不经济性,是与传统的末端治理模式相对立的。
综合性,是指清洁生产以生产活动全部环节为对象。推行清洁生产在于实现两个全过程控制:在宏观层次上组织工业生产的全过程控制,包括资源和地域的评价、规划设计、组织、实施、运营管理、维护、改扩建、退役、处置以及效益评价等环节;在微观层次上进行物料转化生产全过程的控制,包括原料的采集、储运、预处理、加工、成形、包装、产品的储运、销售、消费以及废品处理等环节。
持续性,是指清洁生产是一个相对的概念,所谓清洁的工艺、清洁的产品以致清洁的能源是与现有的工艺、产品、能源相比较而言的。因此,推行清洁生产本身是个不断完善的过程,随着社会经济的发展和科学技术的进步,需要适时地提出更新的目标,争取达到更高的水平,是一个持续改进的过程。
清洁生产谋求达到两个目标:一个是通过资源的综合利用、短缺资源的代用、二次资源的利用以及节能、省料、节水,合理利用自然资源,减缓资源的耗竭;另一个是减少废料和污染物的生成和排放,促进工业产品在生产、消费过程中与环境相容,降低整个工业活动对人类和环境的风险。
2.清洁生产的内容
清洁生产包括以下三个方面的内容。
(1)清洁的能源 包括常规能源的清洁利用、可再生能源的利用、新能源的开发、各种节能技术等。
(2)清洁的生产过程 包括尽量少用、不用有毒有害的原料;保证中间产品的无毒、无害;减少生产过程中的各种危险性因素,如高温、高压、低温、低压、易燃、易爆、强噪声、强振动等;采用少废、无废的工艺和高效的设备,进行物料再循环(厂内、厂外);使用简便、可靠的操作和控制;完善管理等。
(3)清洁的产品 清洁产品是指节约原料和能源而少用昂贵和稀缺的原料的产品,利用二次资源作原料的产品,在使用过程中以及使用后不致危害人体健康和生态环境的产品,易于回收、复用和再生的产品,合理包装的产品,具有合理使用功能(以及具有节能、节水、降低噪声的功能)和合理使用寿命的产品,报废后易处置、易降解等产品。
三、清洁生产的实施途径
清洁生产的实施途径应包括企业的经营管理、政府的政策法规、技术创新、教育培训以及公众参与监督。其中,企业的经营管理是清洁生产的体现主体,而对于生产过程而言,清洁生产的实施途径包括以下几个方面。
1.原材料及能源的有效利用和替代
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流程载体,设备是工艺流程的硬件单元。通过改革工艺与设备方面实施清洁生产的主要途径包括: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;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、搅拌强度以及必要的预处理、工序的顺序等。
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,这主要体现在运行操作和管理上。很多工业生产产生的废物污染,相当程度上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,往往可以通过较少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,优化改进操作、加强管理经常是清洁生产审核中最优先考虑也是最容易实施的清洁生产手段。具体措施包括:合理安排生产计划,改进物料储存方法,加强物料管理,消除物料的跑冒滴漏,保证设备完好等。
4.生产系统内部循环利用
生产系统内部循环利用是指一个企业生产过程中的废物循环回用。一般物料再循环是生产过程中常见的原则。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。