清洁生产技术概述

第一讲清洁生产技术概述工业革命以来，尤其20世纪70年代以来，全球社会经济得到了快速发展，但同时造成了资源过度消耗和日益短缺，环境问题日益严重，人们不得不开始对过去的经济发展模式进行反思，重新审视经济和环境、资源间的关系。通过过去几十年的环境保护实践，人们逐渐认识到，靠末端处理，开发更有效的污染控制技术所能实现的环境改善十分有限，关心产品和生产过程中对环境的影响，依靠改进生产工艺和加强管理等措施来消除污染更为有效，于是清洁生产战略应运而生。今天课程主要介绍四个方面内容：1、清洁生产的由来2清洁生产的发展概述，3清洁生产的概念，4清洁生产的理论基础。一、首先介绍清洁生产的起源、由来，要知道清洁生产的起源就要了解产生的背景：1、 工业发展带来的环境危机18世纪的工业革命，为人类带来了工业化的大生产方式和先进的物质文明传统的粗放式工业发展模式造成了自然资源的巨大消耗和浪费。资源的供给已经到了走投无路的地步，（山西煤矿只能维持200年）。大量资源消耗的同时也使人类遭受了各种环境污染，严重威胁着人类的生存和发展。大自然承受能力是有限的，当消纳不了这些污染物时就出现了20世纪50年代相继发生的恶性事件。20世纪中叶国外世界八大公害事件公害名称时间症状后果马斯河谷烟雾事件1940.12胸闷喉痛几千人发病，60人死亡多诺拉烟雾事件1948.10腹泻咳嗽6000人患病，17人死亡伦敦烟雾事件1952.12呕吐胸闷累计12000余人死亡洛杉矶光化学烟雾1943开始头痛红眼病65岁以上死亡400多人水俣病事件1953开始麻木痴呆180人患病，50人死亡富士山事件（骨痛病）1955开始到1972年关节痛骨痛、骨折超过280人患病死亡34人四日市事件1961年支气管病患者500多人，死亡10人米糠油事件1968.3眼皮肿肌肉痛5000多人患病，死亡16人，实际受害者超万人

英国伦敦污染大事件时间地点简况后果1949伦敦烟尘和SO2死亡275人1952.12伦敦烟尘和SO2死亡12000余人1956.1伦敦烟尘和SO2死亡1000余人1957.12伦敦烟尘和SO2死亡400多人1960.12伦敦烟尘和SO2死亡750多人如1943年开始的洛杉矶的光化学烟雾（尾气在紫外线作用下生成光化学烟雾）。症状为头痛，红眼病，65岁以上死亡400多人，1955年日本的富士山骨痛病，炼锌厂含镉废水的排放，人们食用了“镉米”喝了“镉奶”。症状为关节痛，骨痛，骨折，造成280多人病，50人死亡。其中最著名的算是1952年英国伦敦的烟雾事件，主要原因是（烟煤取暖引起的烟尘和二氧化硫过度排放），5天内4千人死亡。中国近年来发生的公害事件：松花江污染（吉林石化发生爆炸，硝基苯污染松花江，活性炭极缺）和无锡太湖水危机（排入太湖的氮磷造成蓝藻爆发）。沿岸居民生产生活用水受到严重威胁，2007绿色中国年度人物张晓健：“很高兴获得这个奖，但污染事件后的应急总是被动的，更重要的是从源头上抓起，保护环境，防止污染事件的发生。我希望，今后需要进行应急处理的任务将越来越少！”。污染一旦产生，治理很麻烦，以淮河为例。1998年1月1日,国家有关部门实施“零点行动”,传统的粗放型工业发展模式导致两个结果：1、资源短缺，2、环境污染，全球性环境问题，包括气候变暖，臭氧层空洞，酸雨频发。2、工业发展与污染防治的历程：随着工业发展，环境的污染，人们并不是直接就提出清洁生产的概念，而是经过了一段相当长时间的发展历程：时间工业发展－直接排放－稀释排放－末端治理－清洁生产环境策略的改变稀释排放：工业发达国家制定了一些环境排放标准，最初的标准只是对浓度进行控制，而没有进行总量控制。因此企业开始稀释排放。环境经济学中边际效益为零。所谓“末端治理”是指对工业污染物产生后实施的物理、化学、生物方法的治理以消除污染。污水处理厂、垃圾焚烧站就是典型的末端处理。清洁生产是西方工业国家在总结末端治理的环境战略的弊端，探索预防污染的环境战略的基础上提出来的。3、清洁生产与末端治理的比较一直以来，末端治理作为国内外控制污染最重要的手段，对保护环境起到了重要的作用。随着工业发展速度的加快，末端治理这一污染控制模式的种种弊端逐渐显露出来：•与生产过程相割裂，只对已生成的污染物作被动式处理；•排放标准的规定只依据当时的认识水平，对于潜在影响可能估计不足；这种方法按照固定要求（排放标准）接近污染物的排放标准，未能鼓励排污者将污染物减少到最小量排放。•处理设施一般投资较大，运行费用较高；•末端处理往往不能从根本上消除污染，还可能造成二次污染.•运行成本上看：处理设施一般投资较大，运行费用较高。随着生产的发展,工业污染物的种类越来越多，规定污染物控制的标准也越来越严格，从而对污染治理与控制的要求也越来越高。为达到更加严格的排放标准，企业不得不大大提高治理费用，这给企业带来沉重的经济负担，使企业难以承受。日本： SO2排放治理费用是预防费用的10倍；美国： 1972年用于环境保护为260亿美元（GNP国民生产总值的1%）1987年为850亿美元80年代末1200亿美元（GNP的2.8%）杜邦公司：废物的处理费用以每年20〜30%增加，处理每桶废物300〜1500美元。结论：末端处理在经济上已不堪重负。•末端处理技术成熟程度上看:末端处理往往不能从根本上消除污染，还可能造成二次污染。特别是有毒有害的物质，往往在新的介质中转化成新的污染物，形成恶性循环。比如：污泥中的重金属，污泥焚烧产生二恶嘤。•从资源利用效率看：末端处理不仅需要增加投资，而且使一些可以回收的资源得不到有效的回收利用流失。（比如加工水产品的企业、黄岛发电厂的粉煤灰造透水砖）•从对末端治理监督管理看：末端治理监督成本高，管理难度大。清洁生产是污染控制的最佳模式，与末端治理有着本质的区别。•体现的是“预防为主”的方针不是先污染后治理，而是强调“源削减”，尽量将污染物消除或减少在生产过程中，减少污染物排放量，且对最终产生的废物进行综合利用。实现环境效益与经济效益的统一从改造产品设计、替代有毒有害材料，改革和优化生产工艺和技术装备，物料循环和废物综合利用的多个环节入手，通过不断加强管理工作和技术进步，达到“节能、降耗、减污、增效”的目的，在提高资源利用率的同时，减少了污染物的排放量、实现环境效益与经济效益的最佳结合，调动企业的积极性。面对环境污染日趋严重、资源日趋短缺的局面，工业发达国家在对其经济发展过程进行反思的基础上，认识到不改变长期沿用的大量消耗资源和能源来推动经济增长的传统模式，单靠一些补救的环境保护措施，是不能从根本上解决环境问题的，解决的办法只有从源头到全过程考虑。为此，清洁生产应运而生。清洁生产与末端治理的对比类别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20世纪80年代末期20世纪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放控制控制效果比较稳定产污量影响处理效果产污量明显减少无显著变化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，费用增加二、清洁生产的发展概况分国际上清洁生产的发展和我国清洁生产两部分介绍1．国际上清洁生产的发展•最早可追溯到1976年，这一年的11、2月间欧洲共同体在巴黎举行了“无废工艺和无废生产的国际研讨会”，提出协调社会和自然的相互关系应主要着眼于消除造成污染的根源，而不仅仅是消除污染引起的后果。1979年4月，欧洲共同体理事会宣布推行清洁生产的政策，并于同年11月在日内瓦举行的“在环境领域内进行国际合作的全欧高级会议上”，通过了《关于少废无废工艺和废料利用的宣言》，指出无废工艺是使社会和自然取得和谐关系的战略方向和主要手段。全面推行清洁生产的实践始于美国。1984年，美国国会通过了《资源保护与回收法-固体及有害废物修正案》。该法案明确规定：废物最小化即“在可行的部位将有害废物尽可能地削减和消除”是美国的一项国策，它要求产生有毒有害废弃物的单位应向环境保护部门申报废物产生量、削减废物的措施、废物的削减数量，并制定本单位废物最少化的规划。其中，基于污染预防的源削减和再循环被认为是废物最小化对策的两个主要途径。在废物最小化成功实践基础上，1990年10月美国国会又通过了《污染预防法》，从法律上确认了：污染首先应当削减或消除在其产生之前，污染预防是美国的一项国策。美国当时的总统布什针对这一法律发表讲话指出：“着力于管道末端和烟囱顶端，着力于清除已经造成的损害，这样的环境计划已不再适用。我们需要新的政策、新的工艺、新的过程，以便能预防污染或使污染减至最小，亦即在污染产出之前即加以制止”。《污染预防法》明确指出：“源削减与废物管理和污染控制有原则区别，且更尽人意。”并全面表明了美国环境污染防治战略的优先序是“污染物应在源处尽可能地加以预防和削减；未能防止的污染物应尽可能地以对环境安全的方式进行再循环；未能通过预防和再循环消除的污染物应尽可能地以对环境安全的方式进行处理；处置或排入环境只能作为最后的手段，也应以对环境安全的方式进行。•与此同时，在欧洲，瑞典，荷兰，丹麦等国相继在学习借鉴美国废物最小化或污染预防实践经验的基础上，纷纷投入了推行清洁生产的活动。例如，年秋，荷兰以美国环保局的《废物最少化机会评价手册》为蓝本，编写了荷兰手册。荷兰手册又经欧洲预防性环保手段(PREPAPE)工作组作了进一步修改，编成《PREPARE防止废物和排放物手册》，并译成英文，广泛应用于欧洲工业界。•荷兰将污染防治计划纳入到排污许可证制度中，要求企业选择清洁生产技术，使用污染预防计划，开展清洁生产审计、污染物排放登记。•荷兰政府对节约能源项目有补助金计划。•在税收方面，荷兰政府规定材料的使用，比如地下水、石油和矿物油，固体废弃物和污水的处理均要向国家和地方交税。为响应实施可持续发展与推行清洁生产的号召，各种国际组织积极投入到推行清洁生产的热潮中。年联合国环境规划署制订了《清洁生产计划》，在全球范围内推行清洁生产。这一计划主要包括5个方面的内容。联合国工业发展组织和联合国环境署(UNIDO/UNEP)率先在9个国家(包括中国)资助建立了国家清洁生产中心。建立国际清洁生产信息交换中心，收集世界范围内关于清洁生产的新闻和重大事件、案例研究、有关文献的摘要、专家名单等信息资料。组建工作组。专业工作组有制革、纺织、溶剂，金属表面加工、纸浆和造纸、石油、生物技术；业务工业组有数据网络、教育、政策以及战略等。出版工作。包括编写、出版《清洁生产通讯》、培训教材、手册等。开展培训活动。面向政界、工业界、学术界人士，以提高清洁生产意识，教育公众，推动行动，帮助制订清洁生产计划。组织技术支持。特别是在发展中国家，协助联系有关专家，建立示范工程等。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”正式推出了清洁生产的定义：清洁生产是指对工艺和产品不断运用综合性的预防战略，以减少其对人体和环境的风险。会上提出了一系建议，如支持世界不同地区发起和制订国家级的清洁生产计划，支持创办国家的清洁生产中心，进一步与有关国际组织等结成网络等。此后，这一高级国际研讨会每两年召开一次，定期评估清洁生产的进展，并交流经验，发现问题，提出新的目标，以全力推进清洁生产的发展.1992年6月联合国巴西环境与发展大会在推行可持续发展战略的《里约环境与发展宣言》中，确认了“地球的整体性和相互依存性”，“环境保护工作应是发展进程中的一个整体组成部分”“各国应当减少和消除不能持续的生产和消费方式”。为此，清洁生产被作为实施可持续发展战略的关键措施正式写入大会通过的实施可持续发展战略行动纲领《21世纪议程》中。自此，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。2000年10月，第六届清洁生产国际高级研讨会在加拿大蒙特利尔市召开，对清洁生产进行了全面的系统的总结，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。2．我国清洁生产的发展从20世纪90年代初清洁生产的理念被引入中国后，得到了广泛传播，政府有关部门不仅倡导，也进行了积极的培训、示范和推广。我国推行清洁生产的两个阶段：（1）1993年10月至1999年4月：企业示范阶段，或称推行清洁生产初级阶段。特点：以个别企业示范为核心，宣传清洁生产的理论，进行培训、宣传。70年代认识到通过技术改造最大限度地把“三废”消除在生产过程中是防治工业污染的根本途径。1983年第二次全国环境保护会议明确指出，环境污染问题要尽力在计划过程和生产过程中解决。1992年国务院发布《环境与发展的十大对策》明确宣布实行可持续发展战略，尽量采用清洁工艺。1993年第二次全国工业污染防治工作会议明确提出推行清洁生产，确立清洁生产在我国环境保护的战略地位。1994年3月《中国21世纪议程一中国21世纪人口、环境与发展白皮书》将推行清洁生产列为优先领域；1994年12月国家环保总局成立了国家清洁生产中心与行业和地方清洁生产中心。1996年国务院作出了《关于环境保护若干问题的决定》，要求新建、改建、扩建的工业项目，应当尽量采取清洁生产工艺；1999年清洁生产作为国家主张，出现在国务院总理向全国人民代表大会所作的政府工作报告之中。1999年，国家经贸委冶金、化工、石化、轻工、纺织5个行业，北京、上海、天津、重庆、兰州、沈阳、济南、太原、昆明、阜阳10个城市作为清洁生产试点。有关部门及省市开展清洁生产的宣传培训、政策研究、示范试点、国际合作等。仅对开展清洁生产审核的219企业的统计•推行清洁生产后获得经济效益5亿多元；COD排放量平均削减率达40%以上；废水排放量平均削减率达40-60%；工业粉尘回收率达95%。口试点经验证明：•实施清洁生产，能将污染物消除在生产过程之中；•可以降低污染治理设施的建设和运行费用，并可有效解决污染转移问题；•可以节约资源，减少污染，降低成本，提高企业综合竞争能力；•可以挽救一批因污染严重而濒临关闭的企业，缓解就业压力和社会矛盾。从2003年1月“中华人民共和国清洁生产促进法”的实施。推行清洁生产用法律固定下来。为了动员全社会的力量推广清洁生产、实现可持续发展，九届全国人大常委会把《清洁生产促进法》列入立法规划，并由环境和资源保护委员会组织起草，这或许是世界上第一部冠以“清洁生产”的法律。我们试图通过这部法律，要求政府为清洁生产技术的推广提供政策、技术和资金，扫除影响清洁生产技术推广中的各种障碍，提高企业实施清洁生产的责任感，并通过绿色标志等制度的建立，扩大公众参与环保行动的机会。2002年，通过清洁生产促进法。2003年1月1日起开始实行。2004年8月，国家发展和改革委员会国家环境保护总局发布《清洁生产审核暂行办法》。2005年12月，国家环境保护总局印发《重点企业清洁生产审核程序的规定》。综上所述，清洁生产对推动我国可持续发展及环境保护发挥了很大的作用。(1)企业示范：自1993年以来，在环保部门、经济综合部门以及工业行业管理部门的推进下，全国共有24个省、自治区、直辖市已经开展或正在启动清洁生产示范项目，涉及的行业包括化学、轻工、建材、冶金、石化、电力、飞机制造、医药、采矿、电子、烟草、机械、纺织印染以及交通等行业，取得了良好的效果。(2)培训：截止2000年5月，国内通过不同途径已组织了550个清洁生产培训班，共有16,000多人次接受了清洁生产培训，使不同层次的管理者了解了清洁生产，清洁生产技术人员也获得了专门的清洁生产知识和技能。(3)机构建设：1994年底我国成立了“国家清洁生产中心”，继后，全国陆续成立了一批行业清洁生产中心和地方清洁生产中心，如中国石化总公司、化工、中国航空工业总公司、轻工总会、冶金、纺织、船舶清洁生产中心等。已成立的地方清洁生产中心有：北京、上海、天津、陕西、黑龙江、山东、江西、内蒙古、呼和浩特、新疆、重庆、长沙等。还有不少省市正在筹建。(4)法制建设：1995年颁布的《固体废物污染环境防治法》、1995年和1996年修订后颁布的《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国水污染防治法》均明确规定：国家鼓励、支持开展清洁生产，减少污染物的产生量。口试点经验证明：•实施清洁生产，能将污染物消除在生产过程之中；•可以降低污染治理设施的建设和运行费用，并可有效解决污染转移问题；•可以节约资源，减少污染，降低成本，提高企业综合竞争能力；•可以挽救一批因污染严重而濒临关闭的企业，缓解就业压力和社会矛盾。目前我国推行清洁生产存在的主要问题：一是各级领导特别是企业领导对清洁生产在可持续发展和增强企业竞争力中的重要作用缺乏足够的认识；•二是缺乏必要的政策环境和保障措施；•三是缺少相应的技术和信息；•四是先行环境管理制度和措施在某些方面侧重于“末端治理”。第二讲三清洁生产的概念1、清洁生产cleaerproduction定义：目前国际上对清洁生产并未形成统一的定义，清洁生产在不同的地区和国家存在着许多不同而相近的提法，使用着具有类似含义的多种术语。例如，欧洲国家有时称这为“少废无废工艺”、“无废生产”；日本多称“无公害工艺”；美国则称这为“废料最少化”、“污染预防”、“减废技术”。此外，还有“绿色工艺”、“生态工艺”、“环境工艺”、“过程与环境一体化工艺”、“再循环工艺”、“源削减”、“污染削减”、“再循环”等。这些不同的提法或术语实际上描述了清洁生产概念的不同方面。2002年《中华人民共和国清洁生产促进法》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，从源头消减污染，提高资源利用效率，减少或避免生产、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。清洁生产cleaerproduction定义解读：•:•思想本质：环境战略、发展理念•核心要素：整体预防、持续运用（结果是持续改进）•适用对象：生产过程、产品和服务•运用要求：对生产过程一节能降耗、替代淘汰、减量降毒；对产品一权衡整个生命周期；对服务活动—纳入环境因素♦宗旨：提咼生态效率，并减少对人类及环境的风险2、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；（煤气发生炉）可再生能源的利用；（风能地热潮汐发电太阳能）新能源的利用；节能技术。（2）清洁原料尽量少用、不用有毒有害的原料（3）清洁的生产过程无毒，无害的中间产品；减少生产过程中的各种危险因素；少废、无废的工艺和咼效的设备；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。（4）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。清洁生产的特点（一） 是战略性。清洁生产是污染预防战略，是实现可持续发展的环境战略。作为战略，它有理论基础、技术内涵、实施工具、实施目标和行动计划。（二） 是预防性。传统的“末端治理”与生产过程相脱节，即“先污染，后治理”；清洁生产从源头抓起，实行生产全过程控制，尽最大可能减少乃至消除污染物的产生，其实质是预防污染。（三） 是综合性。实施清洁生产的措施是综合性的预防措施，包括结构调整、技术进步和完善管理。（四） 是统一性。传统的“末端治理”投入多、治理难度大、运行成本咼、经济效益与环境效益不能有机结合。清洁生产最大限度地利用资源，将污染物消除在生产过程之中，不仅环境状况从根本上得到改善，而且能源、原材料和生产成本降低，经济效益提咼，竞争力增强；能够实现经济效益与环境效益相统一。（五）是持续性。清洁生产是个相对的概念，是个持续不断的过程，没有终极目标。随着技术和管理水平的不断创新，清洁生产应当有更高的目标。3如何推行清洁生产从政府的角度出发，推行清洁生产有以下几个方面的工作要做：（1）制定特殊的政策以鼓励企业推行清洁生产；（2）完善现有的环境法律和政策以克服障碍；（3）进行产业和行业结构调整；（4）安排各种活动提高公众的清洁生产意识；（5）支持工业示范项目；（6）为工业部门提供技术支持；（7）把清洁生产纳入各级学校教育之中。企业层次来说，实行清洁生产有以下几个方面的工作要做：•进行企业清洁生产审计；一核心和关键•开发长期的企业清洁生产战略计划；•对职工进行清洁生产的教育和培训；•进行产品全生命周期分析；•进行产品生态设计；•研究清洁生产的替代技术4实施清洁生产的途径1、 实施清洁生产的途径主要包括五个方面：（1） 是改进设计，在工艺和产品设计时，要充分考虑资源的有效利用和环境保护，生产的产品不危害人体健康，不对环境造成危害，能够回收的产品要易于回收；（2） 是使用清洁的能源，并尽可能采用无毒、无害或低毒、低害原料替代毒性大、危害严重的原料；（3） 是采用资源利用率高、污染物排放量少的工艺技术与设备：（4） 是综合利用，包括废渣综合利用、余热余能回收利用、水循环利用、废物回收利用；（5）是改善管理，包括原料管理、设备管理、生产过程管理、产品质量管理现场环境管理等。2、 实施清洁生产体现了四个方面的原则：（1） 是减量化原则，即资源消耗最少、污染物产生和排放最小；（2） 是资源化原则，即“三废”最大限度地转化为产品；（3） 是再利用原则，即对生产和流通中产生的废弃物，作为再生资源充分回收利用；（4） 是无害化原则，尽最大可能减少有害原料的使用以及有害物质的产生和排放。清洁生产体现了集约型的增长方式和发展循环经济的要求。5清洁生产的意义（一）开展清洁生产是实现可持续发展战略的需要.1992年6月在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会上通过了《21世纪议程》。该议程制定了可持续发展的重大行动计划，并将清洁生产看作是实现可持续发展的关键因素，号召工业提高能效，开发更清洁的技术，更新、替代对环境有害的产品和原材料，实现环境、资源的保护和有效管理。清洁生产是可持续发展的最有意义的行动，是工业生产实现可持续发展的唯一途径。（二）开展清洁生产是控制环境污染的有效手段清洁生产彻底改变了过去被动的、滞后的污染控制手段，强调在污染产生之前就予以削减，即在产品及其生产过程并在服务中减少污染物的产生和对环境的不利影响。这一主动行动，经近几年国内外的许多实践证明，具有效率高、可带来经济效益、容易为企业接受等特点，因而实行清洁生产将是控制环境污染的一项有效手段。（三）开展清洁生产可大大减轻末端治理的负担末端治理作为目前国内外控制污染最重要的手段，为保护环境起到了极为重要的作用。然而，随着工业化发展速度的加快，末端治理这一污染控制模式的种种弊端逐渐显露出来。首先，末端治理设施投资大、运行费用高，造成企业成本上升，经济效益下降；第二，末端治理存在污染物转移等问题，不能彻底解决环境污染；第三，末端治理未涉及资源的有效利用，不能制止自然资源的浪费。据美国环保局统计，1990年美国用于三废处理的费用高达1200亿美元，占GDP的2.8%，成为国家的一个严重负担。我国近几年用于三废处理的费用一直仅占GDP的0.6%~0.7%左右，但已使大部分城市和企业不堪重负。（四）清洁生产从根本上扬弃了末端治理的弊端它通过生产全过程控制，减少甚至消除污染物的产生和排放。这样，不仅可以减少末端治理