生产过程的清洁生产

第四章 生产过程的清洁生产,HOW,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,一、生产过程及其特征 生产过程是将生产要素转化为产品或服务的活动组合或系统，输入是实施过程的基础，输出是完成过程的结果，即有形或无形的产品。,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,一、生产过程及其特征 尽管门类各异，形态繁多，但几乎所有的生产过程都可概括为如下结构：,一定组成的原材料在能量的驱动下 ，在生产过程中经过物理或化学变化，转化为产品及伴随的废物，其中部分废物可以内部循环利用，剩余则进入其他生产过程或自然界,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,资源供给和过程实施,主体过程和 辅助过程运行,过程翻新、再循环 和处置,1 初始阶段,2 第二阶段,3 最终阶段,一、生产过程及其特征,过程实施包括过程设备的生产、安装及其他设备（管道、风管）的安装等,就生产过程的形成时段（生命周期）看，通常体现,主体过程指直接把资源转化为产品的过程， 辅助过程运行指为保证主体过程正常运行所进行的辅助性活动,对陈旧落后的过程设备,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,一、生产过程及其特征 生产过程是企业等各种组织实施生产活动的核心。生产过程具有明显彼此关联、上下作用的多层次子系统形成的复杂的递阶结构：,最高层,代表企业等组织的生产全部过程的规划、控制,代表完成生产活动的局部生产过程 或特定的工艺阶段,代表单元过程或装置、设备及其控制,下层子系统,最低层子系统,一、生产过程及其特征 生产过程的系统层次递阶特征表明：在对生产过程实施清洁生产时，既要从子系统的单元过程入手，又要在整个过程系统上进行综合。 只有通过自下而上与自上而下的结合，才能有效地使一个生产系统不断朝更清洁的生产方向发展,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,二、生产过程的环境影响 一般情况下 ，生产过程在产出产品或服务的同时，都会产生或多或少的环境影响 伴随生产过程的变化，所引起的环境影响不同，主要包括三大类 。,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,生产过程,能量,原材料,产品,废物,生产过程的环境影响示意图,全球变暖 臭氧层损耗 人体毒性 生态毒性 光化学氧化物形成 酸化 富营养化,可再生资源消耗 不可再生资源消耗,占用土地 噪声 景观退化,1. 20世纪60年代前，人类对废物危害性的认识不够丰富深刻，生产过程产生的废物不加限制地排放到自然环境中。 著名的世界“八大公害”事件中多数由产业废物引起,三、生产过程的演变,人类对环境认识的深化必然会影响生产过程的变迁,2. 随着人类对环境污染认识的深化，开始采用末端治理对付污染物，三废处理设施往往在主体生产过程设计中或建造完后再加以考虑。废物只是被浓缩、稀释或者改变物化性质，从一种介质转移到另一种介质，最终还是排放到自然界造成二次污染，或被封存在填埋厂。末端治理带来固定投资和运行成本增加，加重了生产负担和社会总成本,核心过程,产品,末端 治理,能量,废物,原材料,循环,三、生产过程的演变,3. 20世纪80年代后，废物最小化、污染预防和清洁生产等开始兴起并融入到生产过程的设计和运行中，废物的回收、再循环和再利用逐渐纳入过程综合的范畴。能量、水和物质的集成系统开始出现。环境因素的考虑不仅仅被做为生产过程设计的约束条件，而是逐渐转变成与经济目标同样重要的目标函数,三、生产过程的演变,生产过程的清洁生产：指在生产过程中实施的清洁生产活动。UNEP定义中“对于生产过程，清洁生产意味着节约能源和原材料，淘汰有害的原材料，减少和降低所有废物的数量和毒性” 因此，生产过程的清洁生产是目前最常见的清洁生产实践,四、生产过程的清洁生产内涵,在一个企业生产系统中实施清洁生产，基本途径分为： 1.原材料替代； 2.工艺改进； 3.操作管理优化； 4.产品的再设计； 5.废物循环利用； 从清洁生产预防优先序看，按“源消减”概念，14属积极实践,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,1.原材料（能源）有效利用和替代 原材料是工艺方案的出发点。合理选择原材料是有效利用资源，减少废物的关键因素。从原材料使用环节实施清洁生产的措施： 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、进行原料的加工以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,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,2.改革工艺和设备 工艺是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。主要措施包括： 利用最新科技成果，开发新工艺、新设备（采用五氰电镀或金属热处理工艺等）； 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（温度压力流量、停留时间、搅拌强度、必要的预处理、工序的顺序等）,生产活动离不开人的因素，这主要体现于运行操作和管理上。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。规范操作强化管理，往往可以通过较小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、加强管理是清洁生产审核中最优先考虑、也是最易实施的清洁生产手段。 措施包括： 合理安排生产计划； 改进物料贮存方法、加强物料管理；消除物料的跑冒滴漏； 保证设备完好等,3.改进运行操作管理,指在一个企业生产过程中的废物循环利用。物料再循环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再利用。 通常包括： 1 将废物、废热回收作为能量利用； 2 将流失的原料、产品回收，返回主体流程之中使用； 3 将回收的废物分解成原料或原料组分，复用于生产流程中； 4 组织闭路用水循环或一水多用,4.生产系统内部循环利用,清洁产品是清洁的生产过程中的一项基本内容。包括： 改革产品体系，产品报废的回用、再生，产品替代、再设计等。 产品决定生产过程，因此，开展产品再设计，进行清洁产品的制造，在企业清洁生产中占主要地位,5.产品再设计,上述分类从系统运行的角度，依,输入端,转化过程,输出端,（原材料）,（工艺改进和管理改善）,（产品和废物的厂内循环）,对常见的清洁生产举措进行归类的。,作业,试说明生产过程清洁生产的内涵及实施途径并说明它的具体方法。,第二节 清洁生产审核 （Cleaner Production Audit）,一、概念与基本框架（工作程序） 清洁生产审核、清洁生产审计、清洁生产评价 美国环保局：废物最小化机会评价 污染预防评价 联合国环境署：工业排放物与废物审核,23,清洁生产审核的定义,联合国环境规划署的定义： 清洁生产审核是对组织现在的和计划进行的活动实行预防污染的分析和评估，是组织实行清洁生产的重要前提。 在实行预防污染的分析和评估过程中，制定并实施减少能源、原辅料使用，消除或减少产品和生产过程中有毒物质的使用，减少各种废弃物的产生、排放及降低其毒性的方案。,24,清洁生产审核的定义,清洁生产审核暂行办法中的定义： 清洁生产审核是指按照一定程序，对生产和服务过程进行调查和诊断，找出能耗高、物耗高、污染重的原因，提出减少有毒有害物料的使用、产生，降低能耗、物耗及废物产生的方案，进而选定技术经济及环境可行的清洁生产方案的过程。,25,清洁生产审核的定义,清洁生产审核是指对特定生产和服务过程进行分析评价、识别清洁生产机会、形成清洁生产方案并组织实施的系统化的活动程序。 清洁生产审核是企业实施清洁生产的基础,有效的清洁生产审核，可以系统地指导企业：,1.全面评价企业生产全过程及其各个过程单元或环节的运行管理现状，掌握生产过程的原材料、能源与产品、废物(污染物)的输入输出状况； 2.分析识别影响资源能源有效利用，造成废物产生，以及制约企业生态效率的原因或“瓶颈”问题； 3.产生并确定企业从产品、原材料、技术工艺、生产运行管理、以及废物循环利用等多途径进行综合污染预防的机会、方案与实施计划； 4.不断提高企业管理者与广大职工清洁生产的意识与参与程度，促进清洁生产在企业的持续改进。 目前，现有的清洁生产审核方法主要还是针对单一企业，并侧重于以生产过程及其运行管理改进为特征的污染预防活动。,27,28,清洁生产相关的法律法规,中华人民共和国清洁生产促进法 国家重点行业清洁生产技术导向目录 当前部分行业制止低水平重复建设目录 促进产品结构调整暂行规定和目录 清洁生产标准 行业清洁生产评价指标体系 清洁生产审核暂行办法 重点企业清洁生产审核程序的规定 其它相关节能法律法规,29,“清洁生产审核”的实施,进行清洁生产审核是推行清洁生产的一项重要措施，它从一个组织的角度出发，通过一套科学的、系统的和操作性很强的程序来达到预防污染的目的。 整个程序可分为三个层次、八条途径、七个阶段、35个步骤。,30,清洁生产评价的三个层次,即废弃物在哪里产生、分析废弃物产生的原因、提出方案减少或消除废弃物。也可用以下框图来表示：,31,八条途径,对于生产全过程产生废弃物的原因分析及清洁生产方案的产生，可从以下八个方面来进行分析和收集。 1、原辅材料和能源 2、技术工艺 3、过程控制 4、设备 5、管理 6、员工 7、废弃物 8、产品,32,原因分析和产生方案的八个方面,1、原辅材料和能源 原辅材料：本身的特性如纯度、毒性、难降价性、在一定程度上决定了产品和生产过程对环境的危害；其采购、贮存、发放、运输、投入方式数量等进厂管理和控制；无/低毒原料的替代都影响废物的产生。 能源：能源的质量、清洁能源的选用和节能措施等。 2、技术工艺 生产过程的技术工艺水平基本上决定了废物种类和数量，结合技改是预防污染、实现清洁生产的重要途径。,33,原因分析和产生方案的八个方面,3、设备 作为技术工艺的具体体现，本身的性能/先进性、设备的维护保养等均会影响废物的产生和资源、能源的消耗。 4、过程控制 对生产过程十分重要，工艺参数是否处于受控状态，符合工艺要求并达优化，对产品得率和废物产生量有直接的影响。还可通过调正配比、增加/校正计量检测仪表、采用自动化控制等。,34,原因分析和产生方案的八个方面,5、管理： 加强管理是企业永恒的主题。管理差是导致物料能源消耗高、废物增加的一个主要原因，任何管理上的松懈和遗漏，如岗位操作过程不够完善、缺乏有效的奖惩制度等，都会影响废物的产生。 6、员工： 任何生产过程，无论其自动化程度都么高，均需人的参与，而员工素质的提高和积极性的激励，也是有效控制生产过程废物产生的重要因素，缺乏专业的技术人员、熟练的操作工人、优良的管理人员及员工缺乏积极性，都可导致废物的增加或消耗的增加。,35,原因分析和产生方案的八个方面,7、产品： 产品的性能、种类和变化，往往要求生产过程作相应调整，就会影响到废物的种类和数量。此外，改进包装方式、材料、体积，产品的储运过程以及产品报废后的处置等都是在分析研究产品相关环境问题时应考虑的因素。 8、废弃物： 废弃物本身的特性、状态直接关系到它是否可再利用，应尽可能分类回收、回用，以减少废物的排放量，余热利用、清污分流等。,36,清洁生产审核的七个阶段,1.审核准备（筹划与组织） 2.预审核（预评估） 3.审核（评估） 4.方案产生与筛选 5.实施方案的确定（可行性分析） 6.方案实施 7.持续清洁生产,清洁生产审核是企业实施清洁生产的基础,首先对生产过程进行系统的调查和分析，识别该过程的物质能量输入输出种类、数量及其来源；,然后，提出如何减少能源、水和原材料的使用，消除或减少有毒有害物质的使用以及各种废物产生排放的方案；,最后，在对备选方案进行技术、经济和环境的可行性分析后，选定并实施一些可行的清洁生产方案，进而取得环境效益和经济效益双赢的效果。,发现问题,分析原因,提出方案,遵循一 般 性解决问题的思路,一套系统化和综合性的规程方法,并围绕这一思路 形成,对生产或 服务过程进行,废物产生位置 的判定,废物产生原因 的剖析,