一、清洁生产的概念
清洁生产是一个相对抽象的概念,没有统一的标准。清洁生产的提出是由于随着国民经济的发展,工业生产规模不断扩大,带来的工业污染、资源锐减、生态环境破坏日趋严重。20世纪70年代人们开始广泛关注由于工业发展带来的一系列环境问题,我国随着工业的发展,环境问题也日趋明显,为了改善由于工业污染带来的环境问题,国内采取了一系列措施治理污染,但大多数都是传统的末端治理方法。虽然大部分企业都设置了治理污染的设施,国家也加强了对各行业治污的管理,但常常因人力短缺和较高的管理运行成本,影响了设施的利用和治理进程,也存在由于管理力度不够、执法不严导致一些废物直接排入环境的问题。所以,人们意识到仅单纯地依靠末端治理已经不能有效地遏制住环境的恶化,不能从根本上解决工业污染的问题。要想从根本上解决工业对环境污染的问题,就必须对工业加工过程进行改良,将原料中所有成分全部转变成有用的产品,这样就不存在废物排放问题,也达到原材料的最高利用率,从而使经济效益和环境效益达到双赢的目标,在这种情况下推出了“清洁生产”这个新概念。
(一)清洁生产的概念
一些国家在提出转变传统的生产发展模式和污染控制战略时,曾采用了不同的做法,如废物最少化、无废少废工艺、清洁工艺、污染预防等等。但是这些概念不能包容上述多重含义,尤其不能确切表达当代环境污染防治与生产可持续发展的新战略。联合国环境规划署与环境规划中心(UNEPIE/PAC)综合各种说法,采用了“清洁生产”这一术语来表示从原料、生产工艺到产品使用全过程的广义的污染防治途径,给出了以下定义:
“清洁生产是指综合预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中,以便减少对人类和环境的风险性。对生产过程而言,清洁生产包括节约原材料和能源,削减有毒材料,在废物离开生产过程以前减少它的数量和毒性等;对产品而言,清洁生产策略指减少产品在生产周期过程中(包括从原料提炼到产品的最终处置)对人类和环境的影响。”清洁生产不包括末端治理技术,如空气污染控制、废水处理、固体废弃物焚烧或填埋。它是通过用专门技术、改进工艺技术和改变管理态度来实现。
污染预防和废物最小量化都是美国环保局提出的。废物最小量化是美国污染防治初期的表述,现在一般已用污染预防一词所代替。美国对“污染预防”一词的定义为:是在可能的最大限度内减少生产场地所产生的废物量,它包括通过削减有害物质(在进行再生利用、处理和处置以前,减少流入或释放到环境中的任何有害物质和污染物)、提高能源利用率,在生产中重复使用投入的原料以及降低水消耗量来合理利用资源。常用的两种削减方法是改变产品和改进工艺(包括设备与技术更新、工艺与流程更新、产品的重组与设计更新、原材料的替代以及促进生产的科学管理、维护、培训和仓储控制)。污染防治不包括废物的厂外再利用、废物处理、废物的浓缩或稀释以及减少其体积,或有害、有毒成分从一种环境介质转移到另一种环境介质中的活动。
《中国21世纪议程》对清洁生产的定义为: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,或消灭于生产过程中。对人体和环境无害的绿色产品的生产将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。
总之,清洁生产,减少排污,在国际上已得到普遍响应和重视。在国内随着经济发展和生活水平的提高,国家每一位公民对环境污染问题也愈来愈重视,清洁生产的应用和发展是一种大趋势,是低消耗、低污染、实现经济效益、社会效益和环境效益统一的21世纪工业生产的基本模式。
(二)清洁生产的内容
清洁生产的开发和应用是以最少的原材料和能源消耗,生产出尽可能多的产品,且对原料及能源利用合理,对人类和环境是危害最小的。清洁生产主要包括以下三方面。
1.清洁的能源
(1)常规能源的清洁利用 如采用清洁煤的技术,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 如水资源的充分开发和利用,水力发电。
(3)开发新能源 太阳能的充分利用,开发新的生物能等。
(4)应用各种节能技术和措施 如在耗电大的化工行业采用热电联产技术,提高能源利用率。
2.清洁的生产过程
在工艺设计时应充分考虑,尽量少用或不用有毒、有害的原料,消除有毒、有害的中间产品,减少副产品,选用少废或无废的工艺和高效设备,减少或消除生产过程的各种危险因素,如高温、高压、低温、低压、易燃易爆、强振动等。加强物料的再循环(厂内、厂外),使用简便、可靠的操作和控制,完善生产管理等。
3.清洁的产品
节约原料和能源,少用昂贵和稀缺原料,尽可能“废物利用”。产品在使用过程中以及用后不含有危害人体健康和生态环境的因素;产品包装合理,易于回收、复用和再生;产品报废后易处理、易降解,使用寿命和使用功能合理。
二、实现清洁生产的有效途径
清洁生产是一个系统工程,是对生产全过程以及产品的整个生命周期采取污染预防的综合措施。一项清洁生产要能够实施,首先必须在技术上可行,同时还要达到节能、降耗、减污的目标,达到《环境保护法规》的要求,且在经济效益上有利可图,实现经济效益、社会效益和环境效益的高度统一。要求人们综合地考虑和分析问题。同时要实现清洁生产,应该首先对企业的特点、一些具体的情况、具体的问题进行了解和详细的分析,在产品设计、原料选择、工艺流程、工艺参数、生产设备操作规程等方面分析,寻找生产过程中减少污染物产生的可能性及清洁生产的机会和潜力。
(一)实施清洁生产的途径
①改进设计,工艺和产品在设计时,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,能够易于回收。
②使用清洁的生产能源,应尽可能采用无毒、无害或低毒、低害的原料代替毒性大、危害严重的原料;减少生产过程中的危险因素,选择可以回收利用或可降解的产品包装材料。
③采用资源利用率高、污染物排放量少的工艺技术和设备。在工业生产过程中,尽最大可能提高每一道工序的原材料和能源的利用率,最大限度地减少废弃物的产生量和毒性。调整生产计划,优化生产程序,合理安排生产进度,采用先进技术,淘汰落后的生产工艺路线和生产设备,实现循环利用自然资源和能源,提高原材料和能源的利用率,减少污染物的生成和排放量。
④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,建立生产闭合圈。
⑤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。经验表明,强化管理、转变陈旧的生产管理观念、树立一套健全的环境管理体制能削减40%污染物的产生。
清洁生产的有效实施将是工业生产的一场新的革命,清洁生产将成为产业结构调整、能源结构调整、产品结构调整以及布局结构调整的核心思想。清洁生产的理念和实践将扩展到农业、建筑业、服务业、交通运输业、城建设施甚至金融产业等社会经济生活的各个领域。全面推行,有效地实施清洁生产,有助于打破一些发达国家的“绿色壁垒”,提高中国产品在国际市场上的竞争力。
(二)推行清洁生产的意义
发达国家在20世纪60年代和70年代初,由于经济快速发展,忽视对工业污染的防治,致使环境污染问题严重,生态平衡遭到一定程度的破坏,已经威胁到整个地球上生命的存在。环境问题引起了各国政府的极大关注,并采取了相应的环境保护措施和对策,也取得了一定的成绩。但通过长期的实践发现,这种仅限于通过治理控制末端污染物达到排放标准的办法,虽然在一定时期内、在局部地区起到一定的作用,但并未从根本上解决工业污染的问题。生产的发展和产品种类的不断增加,污染治理的技术限制,末端治理的投资等,都会使工业污染治理费用提高,且治理效果也不尽如人意,甚至有的治理不当还会造成二次污染。有的只是将污染物转移,废气变废水,废水变废渣,废渣堆放填埋,污染土壤和地下水,形成恶性循环,破坏生态环境。
我国经济自20世纪80年代以来发展是迅猛的,各种资源的开发和消耗也不断增加,但我国以传统的高消耗、低产出、高污染的生产方式居多,有效资源的利用不合理使工业生产的发展给环境带来了很大的影响,环境和资源所承受的压力反过来对社会经济的发展又产生严重制约作用。所以,人们开始认识到转变传统的发展模式,实现经济与环境的协调发展,清洁生产是必然的选择。清洁生产的主要意义有如下几方面。
1.清洁生产会使工业持续发展
清洁生产可大幅度减少资源消耗和废物产生,通过努力还可使破坏了的生态环境得到缓解和恢复,排除资源匮乏困境和污染困扰,走工业可持续发展之路。
2.清洁生产开创防治污染新阶段
清洁生产改变了传统的被动、落后的先污染、后治理的污染控制模式,强调在生产过程中提高资源、能源转换率,减少污染物的产生,降低对环境的不利影响。
3.清洁生产避开了末端治理
目前,我国经济发展是以大量消耗资源的粗放经营为特征的传统发展模式;工业污染控制以“末端治理”为手段,这使一些局部环境得到好转,为环境保护起了积极作用,但废物的治理需要企业付出昂贵的费用,增加了企业生产的成本。而清洁生产可以把废物消灭在生产过程中,使企业的生产模式向节约型转化。
4.清洁生产使企业赢得了形象和品牌
清洁生产的应用,代表着新技术、新工艺的开发和应用,代表着生产从原料选择、生产过程到产品都采用了无毒、无污染的原料和辅料,绿色产品的可信度高,代表着整个企业技术的先进和产品的优质化。
总之,推行清洁生产,对实现可持续发展,保护我国经济沿着健康、协调的道路发展,实现社会主义精神文明,提高民族整体素质等都有重要的意义。实现清洁生产是一个工业企业的责任。国际社会1992年在巴西召开的环境发展大会上通过了《21世纪议程》,制定了可持续发展重大行动计划,将清洁生产作为可持续发展的关键因素,各国形成了共识。所以,清洁生产的推行需要国际国内各行各业共同努力,转变传统的发展观念,改变原有的生产与消费方式,实现一场新的工业革命。
(三)清洁生产与末端治理的比较
由定义可以知道,清洁生产是关于产品和产品生产过程的一种新的、有利于可持续发展的创造性思维,它是指对产品和生产过程持续运用整体预防的环境保护方法。
从上述清洁生产的含义可以看到,清洁生产是要引起研究开发者、生产者、消费者,也就是全社会对于工业产品生产及使用全过程对环境影响的关注,使污染物的产量、流失量和治理量达到最小,使资源充分利用,是一种积极、主动的态度。而末端治理把环境责任放在环保研究、管理等人员身上,仅仅是把注意力集中在对生产过程中已经产生的污染物的处理上。具体对企业来说只有环保部门来处理这一问题,所以总是处于一种被动的、消极的地位。侧重末端治理的主要问题表现如下。
①污染控制与生产过程控制没有密切结合起来,资源和能源不能在生产过程中得到充分利用。
任一生产过程中排出的污染物实际上都是生产物料,造成生产效率或产物提取率降低,这不仅对环境产生极大的威胁,同时也严重地浪费了资源。因此,改进生产工艺及控制,提高产品的回收率,可以大大削减污染物的产生,增加了经济效益,同时也减轻了末端治理的负担。
②污染物产生后再进行处理,处理设施基建投资大,运行费用高。
“三废”处理与处置往往只有环境效益无经济效益,因而给企业带来了经济负担,使企业难以承受。目前各企业投入的环保资金除部分用于回收物料的预处理、资源综合利用等项目外,大量的投资用来进行废液处理厂等项目的建设。由于没有抓住生产过程控制和资源削减这两个环节,生产过程中污染物产量很大,所以需要污染治理的投资很大,而且维持处理设施的运行费用也非常可观。
③现有的污染治理技术还有局限性,使得排放的“三废”在处理过程中对环境还有一定的风险性,如废渣堆存可能引起地下水污染,废物焚烧会产生有害气体,废水处理产生含重金属污泥及活性污泥等,都会对环境带来二次污染。
但是末端治理与清洁生产并非互不相容,即推行清洁生产也还需要末端治理。这是因为工业生产无法完全避免污染的产生,最先进的生产工艺也不能避免产生污染物;用过的产品还必须进行最终处理、处置。因此,清洁生产和末端治理永远长期并存,只有共同努力,实施生产过程和治理污染过程的双控才能保证环境最终目标的实现。