清洁生产和循环经济

清洁生产与循环经济分析可持续发展是我国两大发展战略之一，环境保护既是我国基本国策，又是政府行为。实现经济、社会和环境的可持续发展是人类面临的唯一选择，而推行清洁生产是保护环境的根本途径之一。清洁生产就是把控制工业污染的重点从原来的末端治理转移到全过程的污染控制，从而使污染物的发生量、排放量最小化。相对于“末端治理”而言，清洁生产是一个大进步，他通过工艺的改进和对资源的有效利用，通过对生产全过程的污染控制，改变了末端治理投资高、效益差的被动局面，使企业的环境保护工作既有经济效益，又有显著的社会效益的可持续发展道路。这也是确保末端治理经济、有效的前提。2002年6月29日九届全国人大常委会第二十八次会议审议通过了《中华人民共和国清洁生产促进法》，并于2003年1月1日开始实施。这是我国第一部以污染预防为主要内容的专门法律，标志着我国可持续发展有了历史性的进步，推行和实施清洁生产走上了法制化和规范化管理的轨道。因此，推行清洁生产是走新型工业化道路，实施可持续发展战略的必然选择。清洁生产使自然资源和能源利用合理化、经济效益最大化、对人类和环境的危害最小化。通过不断提高生产效益，以最小的原材料和能源消耗，生产尽可能多的产品，提供尽可能多的服务，降低成本，增加产品和服务的附加值，以获取尽可能大的经济效益，把生产活动和预期的产品消费活动对环境的负面影响减至最小。《建设项目环境保护管理条例》规定：“工业建设项目应当采用能耗小、污染物产生量小的清洁生产工艺，合理利用自然资源，防止环境污染和生态破坏”；国家环保局《关于印发国家环保局关于推行清洁生产若干意见的通知》（环控[1997]232号）中，明确提出建设项目的环境影响评价应包括清洁生产的内容，具体要求：（1）项目建议书阶段，要对工艺和产品是否符合清洁生产要求提出初评。（2）项目可行性研究阶段，要对重点原料选用、生产工艺和技术改进、产品等方案进行评价，最大限度地减少技术和产品的环境风险。（3）对于使用限期淘汰的落后工艺和设备，不符合清洁生产要求的建设项目，环境保护行政主管部门不得批准其项目环境影响报告书。（4）所提出的清洁生产措施要与主体工程“同时设计、同时施工、同时投产”。新颁布实施的《中华人民共和国清洁生产促进法》第十八条明确规定：新建、改建和扩建项目应当进行环境影响评价，对原料使用、资源消耗、资源综合利用以及污染物产生与处置等进行分析论证，优先采用资源利用率高以及污染物产生量少的清洁生产技术、工艺和设备。清洁生产不但要有技术上的可行性，而且要有经济上的可盈利性，能够体现经济效益、环境效益和社会效益的统一，这是在市场经济条件下清洁生产得以实施并能够不断发展的前提条件和生命线。清洁生产的理念要求我们通过对工程的原料、生产过程、产品和服务的全过程分析，得出整个工程方案在同行业所处的清洁生产先进水平，找出存在的问题，提出相应的改进提高措施和建议，以减少环境的风险，实现可持续发展。第一节清洁生产一、生产工艺与装备先进性分析1、熔铝建设项目熔炼炉、固熔炉和时效炉、烘干炉加热均采用了天然气为燃料，大幅减少了废气污染物的产生。熔化炉选型为铝屑铝锭兼用炉，可使铝屑再回收利用。燃气炉首选国内合资厂家，外购合格的铝合金锭，车间内只进行直接熔化。项目采用炉型具有自动化程度高，占地面积小，操作简单，具有先进的仪表及控制系统等特点。①空气预热：每台炉均配置立式双回程空气预热器与气动烟道闸阀（气压为0.6～0.8MPa，气动烟阀与风机同步，即风机开启时气动烟阀打开，反之则关闭，以提高炉体在停炉时的保温性能。降低能耗。②配置底置式永磁搅拌机：高温铝液推入熔化室，对已预热的炉料以浸没方式熔化，烧损极低，低温铝液带动浮渣回流到加热室，使熔化室处于洁净液面。③保温炉：保温炉切向布置燃烧器，炉温均匀，能耗低，保温炉配置空气预热器，降低能耗。④采用在线除气箱除气：在线除气设备的主要用途是除去铝中的氢气和杂质。熔融铝液流经除气箱体，完成除气、除渣的过程。使用除气精炼设备已经被证明能够有效改善铝液质量，减少处理时间，降低能耗和产品成本。2、铸造铝轮毂的生产工艺有很多，国内以低压铸造为主，约占全部产量的80以上，其余的采用重力铸造挤压铸造和锻造工艺技术生产表11-11为国内外铝轮毂的主要生产工艺、特点及主要应用的公司。表1铝轮毂不同生产工艺比较生产工艺主要特点备注低压铸造在较低压力（一般在20～60Kpa）下浇注，可大批量生产较高质量车轮、生产率高、合格率较高、铝液利用率较高，成本比重力铸造稍高。目前被广泛采用的工艺重力铸造是铝液靠重力作用充填铸造型腔而获得铸件的一种铸造方法，铸模可重复使用。历史悠久、工艺简单、成本最低；不足是晶粒较大、强度较低、表面处理工作量较大、铝液利用率较低。早期广泛采用的工艺，现已趋于淘汰挤压铸造挤压铸造也称为液态模锻，是一种集铸造和锻造特点于一体的工艺方式，其中又分为复合挤压铸造、正挤压铸造、两次挤压铸造、反挤压铸造（铝液流动方向与加压压力方向相反）等多种形式，共同特点是：除金属模具外，还要有突模冲头、模具顶出杆。一般要在冲头上施加700kg左右的压力进行铸造，铸件表面光洁、金相组织、各种机械性能接近于锻件，不需复杂的表面加工就可以镀铬，镀铬成本较低、镀铬增加重量少。日本宇部汽车零件（UBE）应用较成熟锻造一般指热模锻。产品质量最好，有高密度的金相组织和良好的机械性能，重量最轻、表面最光洁、成本远高于铸造。一般适用于大型车轮制造。可锻造出花纹和图案。另外，还有铸造锻造法和半固态锻造工艺正在发展中。美国铝业公司应用较早，也有多家日本公司采用，较成熟旋压将预成形的锻件分一或多道次旋压成形出轮辋。大大提高了制造精度，有较致密的金相组织和较好的机械性能，重量轻、表面光洁，机械加工余量大大减少此工艺德国已发展成为成熟技术，目前国内已有较少企业在使用该工艺研究试制在生产铝轮毂时主要考虑的是强度采用锻造工艺可以获得致密的金属组织，这种铝轮毂的强度是采用一般铸造工艺的铝轮毂的3倍。但锻造工艺需要较精良的生产设备且成品率只有50%60故生产成本较高而铸造工艺的特点是设计上灵活性较大，能够快速成型。本项目所采用的低压铸造工艺为国内普遍使用的成熟工艺，可大批量生产较高质量车轮、生产率高、合格率较高、铝液利用率较高。3、热处理本项目热处理采用连续热处理生产线，该生产线彻底改变了料架或料筐式设备的传统方式，工件在生产线内直接输送完成热处理过程，使“短时间热处理”工艺得以实现，显著节约能源；并因取消了工件运载的辅助工具，不再发生料架或料筐的报废和维修费用，降低了成本。炉温均匀性好（±3℃）、产品质量佳、生产效率高。4、机加工机械加工设备广泛采用自动化数控机床及自动化数控加工中心替代普通机床，在提高加工质量的同时，可提高工效40以上，一次可完成多道工序的加工，减少了装夹、切削、工件搬运次数、机床台数等，可降低能耗约6～10。5、涂装前处理本项目表面处理采用了国际先进的无铬钝化工艺，采用无铬钝化，减少六价铬等有毒有害物质的排放。6、涂装本项目采用先进涂装生产线，有以下优点：①采用智能型涂装自动化生产线，在轮毂输送过程中，采用多层输送，保证工序之间高效、精确的输送。②表面喷涂采用高效的喷涂机器人，配有高性能静电雾化悬杯，涂料利用率可提高20％，并设置能够进行监测、控制和调节主要工艺条件和工序的运行状况的控制通讯设备。二、资源能源利用指标分析根据项目的生产工艺项目用能结构合理本项目综合能耗约2185.05吨标煤/年（当量值），电力和天然气是项目主要能源品种，分别占耗能总量的55.42%和26.78，符合行业用能特点。本项目建成投产后，铝合金铸件可比单位综合能耗约为186.8kc/t，优于《铝合金铸件可比单位综合能耗限额及计算方法》（DB33/8022010）中提到的新建企业铝合金铸件可比单位综合能耗限额准入值500kc/t。本项目使用的能源为电能、天然气，在生产中采取了一系列节约资源能源的措施，分析如下：1、节水措施给水阀门选用高质量的防泄漏阀门，卫生器具选用延时自闭冲洗阀门，降低水资源的耗费，各用水户均配置计量水表，便于计量考核。控制绿化用水。根据土壤旱情合理确定用水量，浇水时间不宜选择在中午等温度较高时间进行，避免水份较快蒸发。2、节能措施为了节约能源，保护环境，本项目主要采取以下节能措施：本项目生产过程选用节能设备，均为国家推荐的节能产品，使能源的消耗在第一源头就得到有效控制，90%设备选用变频控制。本项目供热、供冷及空调风管均采取保温措施、以减少能量损失，供热蒸汽至各用汽设备均按设备要求压力进行一次或二次减压，尽量使用较低压力蒸汽。在满足工艺生产的前提下，尽可能减少洁净区和空调区的排风量，在满足洁净度要求的前提下，合理布置房间送回风口，合理组织房间气流，尽量减少空调系统风量和量损失。三、污染物产生指标①项目废水产生量为32700m3/a，单位产品废水产生量为2.34m3/t，废水产生量较小，并经厂区污水处理系统处理后，排入城市污水处理系统，对环境影响很小。②厂界噪声建设项目生产过程中厂界噪声满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）3类标准要求。对周围声环境质量影响较小。③固体废弃物处置建设项目生产过程中产生的危险废物全部在厂区内危险废物暂存区内进行暂存后，委托有资质单位进行处置，并对一般工业固体废物进行分类存放，能回用的回用，不能回用的外卖，做到安全处置。满足《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599-2001）及修改单（环境保护部公告2013年第36号）要求对废物处理的规定。四、产品先进性分析本项目产品为铝轮毂，与一般的钢轮毂相比，铝轮毂产品具有省油、增加引擎寿命、散热好、真圆度好、坚固耐用、美观等特点。减少了汽车燃油消耗，延长汽车的使用寿命，产品具有一定的清洁生产优势。五、废物回收利用项目对加工过程产生的清洁铝边角料、铝屑回收预处理后回炉熔化。由于项目产生清洁边角料、铝屑数量较大，未进行利用直接出售的情况下，运输成本较高，因此进行回炉熔化相对于企业产业链的循环是十分必要的，也体现了资源回收综合利用的宗旨。六、环境管理要求项目建成后将按照SO14001建立并运行环境管理体系环境管理手册程序文件及作业。各种环境管理文件健全、齐备。七、清洁生产小结根据前述内容，本项目所采用的工艺及技术装备为国内领先、实用可靠的工艺流程和设备，技术装备水平总体达到国内先进水平，资源消耗量不大，主要使用天然气等清洁能源，对生产过程产生的污染物采取了较为妥善的处置措施和节能降耗综合利用措施，生产和环境管理制度规范。建设单位将资源利用、清洁生产的原则贯穿于生产的全过程。本项目清洁水平达到国家先进水平，基本符合国家清洁生产的要求。八、进一步清洁生产建议根据前面对企业清洁生产水平分析可知，项目具有一定的清洁生产水平，但尚存在一定的改进余地，具体建议如下：1、节水措施项目涂装线水循环利用率尚存在提高空间，利用率不高原因主要是涂装前处理目前采用的是直流水喷淋清洗，建议企业提高水的重复利用率，尽可能将直流用水系统改为循环用水、循序用水或串联用水。2、完善企业内部管理，减少物料消耗。3、实施清洁生产审计。第二节循环经济分析一、拟建项目减量原则”分析1、拟建项目的数控机床加工中心等电动机均安装有PROTCH节电保护器，可以抑制谐波和瞬流对供电环境的污染，减少由此而产生的供电事故，减少能耗，并可减少由于电源不洁而造成的设备维修费用和设备折旧费。2、拟建项目使用天然气废气污染物的排放量较少由于不需要对废烟气进行处理，降低了新鲜水耗，并且不会产生洗涤塔废水，从源头上控制了污染，减少污染物的外排量。因此拟建项目基本符合循环经济的减量原则”。二、拟建项目“再利用原则”分析1、拟建项目对生产环节产生的铝边角料、铝屑等回收后再利用；2、拟建项目熔化成型车间冷却水循环使用减少了新鲜自来水的使用量做到了再利用。因此拟建项目基本符合循环经济的再利用原则。三、拟建项目资源化原则”分析铝渣、残次品和产生的废包装材料等均由回收企业回收利用。生产废料都有很好流向，遵循了循环经济的资源循环原则”。通过分析，拟建项目基本符合循环经济的“减量、再用、循环”三项操作原则。当然，在实际生产中，厂方将进一步探求实施循环经济的途径，使该项目循环经济总体水平提高一步。四、小结从项目整体与涂装工艺生产两个层次分析，本项目所采用的工艺及技术装备为国内领先、实用可靠的工艺流程和设备，技术装备水平总体达到国内先进水平，资源消耗量不大，主要使用天然气等清洁能源，对生产过程产生的污染物采取了较为妥善的处置措施和节能降耗综合利用措施，生产和环境管理制度规范。建设单位将资源利用、清洁生产的原则贯穿于生产的全过程。本项目清洁水平达到国家先进水平，基本符合国家清洁生产的要求。本项目对产生的铝边角料、铝屑等回收后再利用，符合循环经济的理念。第三节清洁生产结论对照《铝及铝合金管、棒、型材清洁生产水平评价技术要求第3部分粉末喷涂产品》（YS/T781.3-2012）规定要求，分析本项目的清洁生产水平结果见表11-3-1。表11-3-1项目清洁生产对照技术要求分析结果产品评价指标评价指标的清洁生产水平等级项目符合情况一级评价指标二级评价指标一级二级三级工艺装备与生产技术工艺装备要求采用先进的清洁生产工艺和先进设备，设备全部实现自动化。采用先进的清洁生产工艺和先进设备，主要设备实现自动化。采用清洁生产工艺和设备，主要生产工艺先进，部分设备实现自动化。二级其他要求1、企业所采用的生产工艺与装备不得在《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录（2010年本）》之列，应符合国家产业政策、技术政策和发展方向。2、排水系统划分正确，未受污染的雨水和工业废水全部有相应独立系统。3、特殊水质的高浓度污水有独立的排水系统或预处理设施。4、宜采用先进的节能生产设备和技术。5、宜使用清洁、环保的辅助材料，包括生产过程使用的辅助材料及工、器具，检验、试验所使用的消耗材料。6、宜采用先进的生产工艺，提高原辅料的利用率。7、宜重复利用水资源，使用循环水或将废水处理后重复利用。8、宜使用清洁、环保能源，干燥炉、固化炉宜采用清洁燃料。9、干燥炉、固化炉有自动控温系统和超温报警系统。10、喷涂处理有粉末回收处理系统。11、喷涂用粉末应单独存放在恒温恒湿场所，并安排专人负责管理，同时，粉房内应安装恒温和异常报警装置，确保存放安全。12、喷涂预处理宜使用无铬转化处理。13、喷涂预处理如采用碱蚀工艺的生产线应安装抽风设施，保证车间内部环境良好，以确保员工职业健康。符合资源、能源消耗与利用单位产品能耗(kged/t)符合GB21351-2008中先进值要求符合GB21351-2009中先进值要求符合GB21351-2010中先进值要求符合单位产品取水量（m3/t）≤6≤11≤15单位产品取水量：3.1一级产品的清洁生产特征产品中的有毒有害成分符合GB/T3190-2008的要求和YS/T680-2008中的要求符合产品的包装材料再生性、降解性包装箱及其他包装物宜使用具有可再生性或可降解性的清洁、环保材料。对不具有可再生性或可降解性的材料按相关法律法规进行处理。符合成品率（%）≥99≥98≥97成品率：98%二级污染物的产生废水排放量（m3/t）≤5≤10≤14废水排放量：2.34一级厂界噪声（dB）符合GB/T12348的要求符合六价铬含量符合GB21900的要求符合总铬含量符合GB21901的要求符合资源综合利用生产废料处置利用率（%）≥85符合水的重复利用率≥30≥20≥10水重复利用率27.08%二级废物处理固体废物的处置一般固体废物贮存、处置污染控制应符合GB18599标准的规定，危险废物的贮存应符合GB18597的规定，对危险废物应建立危险废物管理制度，并进行无害化处理；对不能再利用的生产废弃物应分类回收并安全处置。符合废液的处置废液应进行无害化处理，处理后的排放应符合相关法律法规规定，如没有处理设备和设施，应集中存放并委托有资质的单位进行处置。符合环境管理与劳动安全卫生环境管理及能源管理1、符合国家和地方有关环境法律、法规，总量控制和排污许可证管理要求，宜通过GB/T24001、GB/T28001认证审核。符合2、污染物排放符合GB21900、GB16297、GB12348等国家和地方标准。3、对原材料供应方、生产协作方、相关服务方等提出环境管理要求，有相关的管理程序，得到有效的执行。4、应按照GB/T23331建立能源管理体系。清洁生产审核宜按照GB/T25973的的要求进行审核。符合计量管理企业应建立、健全计量统计制度，工序、机台消耗和排放的计量体系宜完整。对计量器具应按照国家相关的法律法规进行分类管理。计量管理应符合符合GB/T2589、GB/T6422、GB/T15587、GB/T17167等国家标准要求。能耗计量范围符合GB21351的规定。符合生产过程环境及安全管理1、每个生产工序要有操作规程，对重点岗位要有作业指导书；易造成污染的设备和废物产生部位要有警示牌；生产工序能分级考核。2、建立环境管理制度，其中包括：-开停工、停工检修时的环境管理程序；-新、改、扩建项目管理及验收程序；-储运系统污染控制制度；-环境监测管理制度；-污染事故的应急程序；-环境管理记录和台帐3、铝及铝合金粉末喷涂管、棒、型材生产应符合YS/T769.3的要求。4、严格管理设备。注意避免跑、冒、滴、漏。5、生产现场及办公场所的照明宜使用节能灯具。1、每个生产工序要有操作规程，对重点岗位要有作业指导书；生产工序能分级考核。2、建立环境管理制度，其中包括：-开停工、停工检修时的环境管理程序；-新、改、扩建项目管理及验收程序；-环境监测管理制度；-污染事故的应急程序3、铝及铝合金粉末喷涂管、棒、型材生