第九讲 清洁生产与可持续发展

第十章清洁生产与可持续发展公共邮箱：[e-mail]密码：huanjing钢铁厂排放的废气火力发电厂排烟污染大气小炼油“泡沫翻滚”的淮河三门峡大坝出水口处的水质污染十分严重（2005年1月9日摄）。由于中和化工有限公司污水处理设施出现故障，该公司生产过程中产生的大量红色废水不经处理就排入市政管网，这些红色废水经市政泵站排入惠济河，惠济河成了一条红色的河流。造纸厂排污“血”染小河被染成红色的小河道在向远方延伸在河北省曲阳县范家庄乡一个小铁矿选矿点，工人正在作业。2003年以来，当地出现大量小铁矿选矿点，其中一些选矿点从附近的山坡上开采铁矿石或从河道里挖选铁砂，致使植被遭到破坏，大量淤积的尾矿砂淹没耕地并影响雨季泄洪，排放的废水使河流受到污染。有关部门曾对此进行集中检查，但一些选矿点仍在非法作业。2005年3月18日，曾经用来装氰化物（剧毒）的空瓶被随意丢弃在甘肃皋兰县石青村的空地上。2005年4月25日，陕西省神木县店塔镇前梁村村民王来信在塌陷区平整土地。煤炭开发前，这里还是一片庄稼地，现在因土地塌陷、地下水渗漏而荒芜。2003年以来，河北省曲阳县范家庄乡一带出现大量的小铁矿选矿点，目前该县仅范家庄乡至郎家庄乡沿通天河十余公里的路段就有大约六七十家小铁矿选矿点。一些选矿点从附近的山坡上开采铁矿石或从河道里挖选铁砂，致使当地脆弱的植被遭到破坏，大量淤积的尾矿砂淹没耕地并影响雨季泄洪，排放的废水使河流受到污染。江西永平铜矿污染触目惊心6月18日，一家化工厂的工人戴着简易防毒面具正在生产碱性玫瑰精染料，工人身上被染得红一块、白一块。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。清洁生产概述清洁生产与可持续发展工业生态系统与工业生态学清洁生产概述一、清洁生产概念1996年联合国环境署对清洁生产的概念定义如下：清洁生产是指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，以期增加生态效率并减少对人类和环境的风险。对生产，清洁生产包括节约原材料，淘汰有毒原材料，减降所有废物的数量和毒性。对于产品，清洁生产战略旨在减少从原材料的提炼到产品的最终处置的全生命周期的不利影响。对服务，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。《中国21世纪议程》对清洁生产的定义是：清洁生产是指既可满足人们的需要，又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施。其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。上述定义概括了产品从生产到消费的全过程，为减少风险所应采取的具体措施，但比较侧重于企业层次上。根据已经出现的各种提法，特别是巴西环境与发展大会通过的《21世纪议程》的文字和精神，我们认为，可以将清洁生产的概念作如下的归纳：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；②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。清洁生产包括3方面的内容：1．清洁的能源2．清洁的生产过程3．清洁的产品二、清洁生产的内容（一）清洁的能源1、常规能源的清洁利用，如采用洁净煤技术，逐步提高液体燃料、天然气的使用比例；2、可再生能源的利用，如水力资源的充分开发和利用；3、新能源的开发，如太阳能、生物质能、风能、潮汐能、地热能的开发和利用；4、各种节能技术和措施等，如在能耗大的化工行业采用热电联产技术，提高能源利用率。太阳能的利用冰岛地热资源（二）清洁的生产过程1、尽量少用、不用有毒有害的原料，这就需要在工艺设计中充分考虑；2、无毒、无害的中间产品；3、减少或消除生产过程的各种危险性因素，如高温、高压、低温、低压、易燃、易爆、强躁声、强震动等4、少废、无废的工艺；5、高效的设备；6、物料的再循环(厂内、厂外)；7、简便、可靠的操作和控制；8、完善的管理等等。推行清洁生产，有效利用能源，促进经济效益提高。微生物处理废水技术广泛用于工业生产微生物还原浸出氧化新型大规模固态发酵反应器300吨高级氧化锌净化系统电石法生产聚氯乙烯工艺流程示意图（传统）乙烯氯化法生产聚氯乙烯工艺流程示意图（清洁生产）（三）清洁的产品1、节约原料和能源，少用昂贵和稀缺原料，利用二次资源作原料；2、产品在使用过程中以及使用后不含有危害人体健康和生态环境的因素；3、易于回收、复用和再生；4、合理包装；5、合理的使用功能(以及具有节能、节水、降低躁声的功能)和合理的使用寿命；6、产品报废后易处理、易降解等。在日本东京JVC公司的办公室里，一名雇员展示直径8厘米的环保DVD光盘和玉米棒。JVC公司采用科技手段研制出了一系列环保光盘，它们都是由以玉米淀粉为原料制成的塑料加工而成的。日本电信巨头NTT公司在东京展示一款名为“袖珍加油站”的新型多用途太阳能充电器。图为同济大学的“超越二号”燃料电池轿车是中国首辆燃料电池轿车“超越一号”的改进型，最高时速超过115公里，0-100公里加速时间为26.7秒。“Helios”号是一种能够连续数月逗留在高空中的飞行器原型，它们计划用来代替某些通讯卫星和研究卫星。确保飞行器工作必需能量的太阳能电池安装在它的机翼上，其翼展比波音-747飞机的翼展还要大——约82米，同时其机身长度不超过4米。在2001年“Helios”号曾完成几次高空试飞，当时创下了试飞高度达2.95万米的新纪录。丰田发布使用锂电池的新型概念车日本专家用黄豆油驱动小拖拉机2004年5月27日，清华大学汽车系的仇斌老师在介绍他们研制的氢燃料电池车，由于得到了８６３计划的支持，他们把这辆车命名为“８６３路”。氢燃料电池车把氢气作为燃料，与传统汽车相比，无尾气排放，无污染，能效更高。酒精作燃料的飞机环境专栏——清洁生产的五个方面1.尽量使用低污染、无污染的原料，代替有毒有害原料；2.清洁高效的生产工艺，使物料能源高效率的转化成产品，减少有害环境废物的排出。对生产过程中排放的废物和能源，实行再利用，做到变废为宝，化害为利；3.向社会提供清洁产品，这种产品在使用过程中对人体和环境不产生污染危害或将有害影响减少到最低限度；4.在商品使用寿命终结后，能够便于回收利用，不对环境造成污染或潜在危胁；5.完善的企业管理，有保障清洁生产的规章制度和操作规程，并监督其实施。同时建设一个整洁、优美的厂容厂貌。三、清洁生产的意义实践证明，沿用以大量消耗资源和粗放经营为特征的传统模式，经济发展正愈来愈深地陷入资源短缺和环境污染的两大困境：一是传统的发展模式不仅造成了环境的极大破坏，而且浪费了大量的资源，加速了自然资源的耗竭，使发展难以持久；二是以末端治理为主的工业污染控制政策忽视了全过程污染控制，不能从根本上消除污染。而清洁生产恰能较好地解决这两方面的问题，具有以下显著优点。1.清洁生产一方面用节能、降耗、减污和降低生产成本，改善产品质量，提高企业的经济效益，增强企业的市场竞争力。另一方面，可大大减少末端治理的污染负荷，节省大量环保投入（一次性投资和设施运行费），提高企业防治污染的积极性和自觉性。2.清洁生产可以最大限度地利用资源和能源，通过循环或重复利用，使原材料最大限度地转化为产品，把污染消灭在生产过程之中。通过改进设备或改变燃烧方式，进一步提高能源的利用率，既可减少污染物的产生量与排放量，又可节约资源与能源，用较少的投入获得较大的收益，具有显著的经济效益。3.清洁生产可以避免和减少末端治理的不彻底而造成的二次污染。因为清洁生产采用了大量的源头削减措施，既可减少含有毒成分原料的使用量，又可提高原材料的转化率，减少物料流失和污染物的产生量及排放量，因此而减少二次污染的机会。4.清洁生产可最大限度地替代有毒的产品、有毒的原材料和能源，替代排污量大的工艺和设备，改进操作技术和管理方式，从而改善工人的劳动条件和工作环境，提高工人的劳动积极性和工作效率。5.清洁生产可改善工业企业与环境管理部门间的关系，解决环境与经济相割裂的矛盾。四、清洁生产的目标对于产品，清洁生产意味着减降产品从原材料使用到最终处置的全生命周期有不利影响的能源，取消使用有毒原材料，在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性。因此，企业实施清洁生产，就是使用清洁的原、辅材料，通过清洁的工艺过程，生产出清洁的产品，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，以及各种节能、降耗、节水措施，合理利用自然资源，减缓资源的耗竭。（2）减少废料与污染物的生成和排放，促进工业产品的生成、消费过程与环境相容，降低整个工业活动对人类和环境的风险。五、清洁生产的理论（一）废物与资源转化理论（物质平衡理论）在生产过程中，产生的废物越多，则原料（资源）消耗越大，废料是由原料转化而来。清洁生产使废物最小化，其实质在于原料（资源）得到了最有效利用。生产中的废物具有多功能特性，一种生产过程中产生的废物可作为另一种生产过程中的原料（资源），资源与废物是一个相对的概念。清洁生产最好地体现了资源利用最大化，废物产生最小化，环境污染无害化。（二）最优化理论清洁生产实际上是求解满足生产特定条件下使其物料消耗最少，而使产品产出率最高的问题。此问题的理论基础是数学的最优化理论。很多情况下，废物最小量化可表示为目标函数，而清洁生产则是求它在约束条件下的最优解。（三）社会化大生产理论马克思主义认为，用最少的劳动消耗，生产出最多的满足社会需要的产品，是社会主义建设的最高准则。马克思曾预言：机器的改良，使那些在原有形式上本来不能利用的物质获得一种在新的生产中可以利用的形式，科学的进步，特别是化学的进步，发现了那些废物的有用性。当今社会化大生产和科学进步，为清洁生产提供了必要的条件。清洁生产与可持续发展一、清洁生产与可持续发展持续发展的理论使工业发达国家逐渐认识到人类应该适应增长和发展的需要，改变对资源和环境进行掠夺式的传统发展模式，向不超出资源和环境承载能力的可持续发展模式转变。清洁生产给人们以全新的概念，即把工业生产污染预防纳入可持续发展战略的高度；可持续发展理论成为清洁生产的理论基础，清洁生产是可持续发展理论的实践，以保证环境和经济协调发展。清洁生产谋求在工业生产过程中和产品设计过程中，防止污染空气、水和土壤，减少废弃物，以减少对人类的危害。清洁生产也是一种认识世界的哲学思想，一般认为，伴随经济增长必然产生污染，但必须将污染控制在一种相对能接受的水平。经济发展要考虑到自然生态环境的长期承载能力，使环境和资源既能满足经济发展目标的需要，又能满足人民生活的需要，既满足当代人的需要，又足以支持后代人的潜在需求。与此同时，对环境保护要充分考虑到一定经济发展水平下的经济支持能力，采取积极可行的环境政策，配合和推进经济发展。因此，清洁生产是可持续发展的必然方案。二、实施清洁生产的途径、方法与步骤清洁生产包括清洁的能源、清洁的生产过程和清洁的产品，是可持续发展的重大战略行动，是一项复杂的系统工程。清洁生产运行机制图示（一）可持续的生产可持续的生产是物质资料的生产、人类自身的生产和环境生产相互适应、相互平衡的生产。物质资料的生产、人类自身的生产和环境的生产相互适应的理论对于指导我国这样一个人口众多、生态环境破坏严重的国家实施可持续发展战略具有重要的理论意义。2、可持续生产与可持续发展的关系三种生产的协调是实现区域可持续发展的一个重要前提。协调需要具体的操作，协调操作就需要有能正确指导操作的理论、准则、方法和技术。要使三种生产的运行关系从不和谐转变为和谐，关键在于协调三种生产之间的联系方式和内容，以确保整个系统的和谐运行，要协调各个生产环节内部运行的目标和机制，以保证三种生产的发展和三种生产之间的正确联系。（1）加强环境管理深化环境影响评价制度