第二章清洁生产的理论基础
3、清洁生产的理论基础
生命周期评价的框架(ISO14040:1997)
生命周期评价的框架
目标与范围的确定 清单分析
结果 解释
影响分析
直接应用: ——产品开发与改进 ——制定战略计划 ——制定公开的政策 ——市场营销 ——其它
二、生命周期评价的基本框架与内容
(一)目标与范围的确定 (二)清单分析 (三)生命周期影响评价(LCIA) (四)生命周期解释
所谓产品系统,实际就是为实现一个或多个特定的功能 而由物质和能量联系起来的单元过程的集合,例如原材 料采掘、原材料生产、产品制造、产品使用和产品用后 处理等过程的集合 。
Байду номын сангаас
生命周期评价的定义
生命周期评价(Life Cycle Assessment,缩写为LCA),是 对贯穿产品生命全过程(从原材料获取、设计、制造、储运、 使用直至最后废弃处置)的环境因素及其潜在影响的研究。
第二章 清洁生产的理论基础
第一节 清洁生产与可持续发展
第一节 清洁生产与可持续发展 一、可持续发展理论概述
(一)可持续发展战略的提出 (二)可持续发展的定义 (三)我国实施可持续发展战略的必要性
(一)可持续发展战略的提出
(1)《寂静的春天》——对传统行为和观念的早期反思 (2)《增长的极限》——引起世界反响的“严肃忧虑” (3)联合国人类环境会议——人类对环境问题的正式挑
战 (4)《我们共同的未来》——环境与发展思想的重要飞
跃 (5)联合国环境与发展大会——环境与发展的里程碑
(二)可持续发展的定义
联合国世界环境与发展委员会(WECD)把“可持续 发展”定义为:“既满足当代人需要,又不损害子孙 后代满足其需求能力的发展”.
清洁生产一三清洁生产的理论基础
清洁生产一三清洁生产的理论基础
二、质量守恒原理
2、系统的能量守恒
(3) 节能的原则与措施
清洁生产一三清洁生产的理论基础
清洁生产一三清洁生产的理论基础
二、质量守恒原理
回 收
物质守恒原理:优化物 质流动过程,使物料利 用率尽可能高,废弃资 源尽可能少。
废弃物只是放错了位置 的资源,实现废物的利用, 则废物不废!
产 品 废弃 物 排放
环 境 污 染
清洁生产一三清洁生产的理论基础
二、质量守恒原理
1、 物质守恒
(1)物质守恒原理
邻二甲苯
氧气
苯酐
水
输入/kmol 反应量/kmol 输出/kmol
250/106
250/106×70%
250/106×70%×3×15 0%
-250/106×70% × 3
——
250/106×70 %
——
250/106×70 %×3
(4)建立物料关系的平衡式
邻二甲苯
氧气
苯酐
水
输入/kmol 反应量/kmol 输出/kmol
清洁生产一三清洁生产的理论基础
二、质量守恒原理
2、系统的能量守恒
(1) 能量转换的基本原 理A 能量守恒与转换定律
热力学第一定律:ΔE=Q+W
自然界一切物体都具有能量,能量有各种 不同形式,它能从一种形式转化为另一种 形式,从一个物体传递给另一个物体,在 转化和传递过程中能量的总和不变。
清洁生产理论基础
清洁生产理论基础清洁生产是指以节约资源、减少污染和减少废弃物排放为目标的生产模式。
其理念是通过技术、管理和政策手段,实现生产过程中对环境的最小影响,达到可持续发展的目标。
清洁生产的理论基础主要包括以下几个方面:1. 环境管理系统清洁生产的基础是一个完善的环境管理系统。
环境管理系统是一个组织内部建立的一套管理体系,用于评估、控制和改进组织的环境绩效。
这个管理体系一般遵循国际标准ISO 14001,通过设立环境政策、确定环境目标和规划环境管理方案等措施,实现对环境风险的有效控制。
2. 原料选择和生产工艺清洁生产强调在选择原料和设计生产工艺时考虑环境影响。
选择易回收、再利用和再生的原料,同时设计高效低耗的生产工艺,有利于减少资源消耗和废弃物排放,从而降低环境负担。
3. 能源利用和排放控制清洁生产要求合理利用能源资源,减少对环境的污染。
采用高效节能的设备和技术,控制和减少有害气体和废水排放,是实现清洁生产的重要途径。
同时,通过使用清洁能源和减少温室气体排放,可降低对气候变化的影响。
4. 循环经济和废弃物管理清洁生产倡导循环经济的理念,即通过废弃物的再利用和再循环利用,实现资源的最大化利用和减少环境负担。
建立有效的废弃物管理体系,包括废弃物的分类、回收和处理,有助于减少对环境的污染。
5. 教育和培训清洁生产理论强调员工素质的提高和环保意识的培养。
通过教育和培训,让员工了解清洁生产的重要性和实施方法,促进员工参与环境管理和改善工作,从而推动清洁生产在组织内部的落实。
总而言之,清洁生产具有重要的理论基础,包括环境管理、原料选择和工艺设计、能源利用和排放控制、循环经济和废弃物管理、员工教育和培训等多方面内容。
只有通过全面理解和实施这些基础理论,才能真正实现清洁生产的目标,实现企业的可持续发展和社会的环境保护。
清洁生产原理与应用.pptx
海南大学环境科学系 唐文浩
2 清洁生产的理论基础
2.1 生态控制理论
2.2 物质平衡理论
2.3 最优化理论
2.4 社会化大生产理论
2.5 可持续发展理论 2.6 生命周期理论 2.7 生态设计
重点:掌握清洁生产的相关理论 难点:理解全过程控制和产业生 态化是实现清洁生产的基本保证。
2.8 工业代谢
2.9 产业生态化理论
2020/8/4
海南大学环境科学系 唐文浩
2 清洁生产的理论基础
总结上一章节的内容,我们不难认识到:
在现实中,末端治理范式也日益难以为继,其不 足主要表现在以下几个方面:
(1)末端治理需要很大的投资,运行费用高, 建设周期长,经济效益小,企业缺乏积极性。对 于企业而言,一般来讲,污染物的处理与其经济 收益相矛盾,所以其积极性普遍不高,需要政府 和社会的强制性监督。
2020/8/4
海南大学环境科学系 唐文浩
2 清洁生产的理论基础
总体来看,末端治理的方法是将污染物从一种形 式转化到另一种形式,对环境而言,污染物依旧 存在。末端控制是污染物在介质间的转移,特别 是有毒、有害物质往往转化为新的污染物,造成 二次污染,形成治不胜治的恶性循环,不能从根 本上消除污染。如:净化废气产生废水;净化污 水产生污泥;焚烧固体废弃物造成大气污染;填 埋有害废物又污染土壤和地下水。
2020/8/4
海南大学环境科学系 唐文浩
2.1 生态控制理论
生态控制论是在生物控制论、智能控制论、经济 控制论和社会控制论基础上逐渐发展起来以人为 中心的社会—经济—自然复合生态系统的调控理 论。
各种生物按其食物关系排列起来的链状顺序称为 食物链(Food Chain)。多条食物链彼此交错连结 形成的网状结构称为食物网(Food Web)。
清洁生产的理论基础知识概述
交通运输领域
清洁燃料:使用清洁燃料减少尾 气排放
节能技术:采用节能技术降低油 耗
环保驾驶:培训驾驶员掌握环保 驾驶技巧
交通管理:优化交通管理减少交 通拥堵和事故
其他领域
能源领域:清洁能源的开发与利 用,如太阳能、风能等
建筑领域:绿色建筑的设计与施 工,节能减排的建筑技术
交通领域:新能源汽车的推广与 应用,智能交通系统的建设
清洁生产是一种全新的生产模式
清洁生产强调生产过程中的资源 节约和环境保护
清洁生产要求采用无毒、无害或 低毒、低害的原料
清洁生产旨在提高资源利用效率, 减少或消除对人类和环境的危害
清洁生产的内涵
清洁生产是指既可满足人们的需要又可减污的控制环境污染的废物排放的全过程。
清洁生产的内涵包括:节约原材料,即减少自然资源的耗竭。 在生产过程中控制原材料和能源的使用,以降低成本。 清洁生产还包括减少所有废物的数量和毒性。
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减少能源和原材料消耗原则:通过优 化产品设计、制造工艺、物料管理等 手段,减少能源和原材料的消耗,降 低产品成本。
避免产生二次污染原则:在生产过程 中,尽量避免产生二次污染,如废气、 废水、噪声等,确保生产过程清洁环 保。
清洁生产的方法与技术
能源结构调整
源头削减
强化能源管理
未来农业领域清洁生产的 展望
服务业领域
餐饮业:采用环保餐具,减少一次性用品的使用 住宿业:推广节能型空调、节水型卫浴设备等 交通运输业:鼓励使用清洁能源交通工具,如电动汽车、自行车等 物流业:优化运输路线,减少空驶率,提高运输效率
建筑业领域
建筑垃圾处理与再利用 建筑材料的选择与绿色建筑 建筑能源的高效利用与节能减排 建筑环境的优化与绿色生态建筑
清洁生产理论基础
清洁生产理论基础清洁生产的理论基础主要包括以下几个方面:1.循环经济理论:清洁生产倡导将废物转化为资源,实现资源的循环利用。
此理论认为资源是有限的,而废物的产生导致了对资源的浪费,因此需要通过循环经济的方式实现资源的有效利用和再生利用,最大限度地减少废物排放和对自然资源的消耗。
2.工业生态学理论:清洁生产强调生产过程中的生态系统,倡导将生产过程与自然环境有机结合,减少对环境的破坏。
工业生态学理论认为,生产过程应当与自然界中的生态系统保持相似的关系,实现资源循环利用和能量效益,减少对生态系统的负面影响。
3.预防性环保理论:清洁生产倡导通过预防性环境保护措施,提前预防和减少环境污染和废物排放的发生。
这一理论认为,预防比治理更为重要,通过技术创新和管理措施,减少污染物的产生是实现环境保护和资源可持续利用的关键。
清洁生产的理论基础为实现资源的有效利用和环境的保护提供了重要的指导和支持。
它强调通过技术创新、管理改进和政策支持,实现生产系统的可持续发展,为社会经济的发展提供了新的路径和方向。
清洁生产理论的广泛应用,有助于推动全球范围内的环境保护和资源利用的可持续发展。
清洁生产的理论基础不仅仅是一种理念,更是一套完整的方法论体系。
清洁生产主张强调预防为主、综合治理,涉及到生产过程、产品设计、企业管理和政府政策等方方面面。
首先,在生产过程中,清洁生产理论注重技术创新和改进。
通过采用清洁生产技术和工艺,可以有效减少原材料和能源的使用,降低生产过程中产生的废物和污染物排放。
这包括对生产设备的优化和升级,采用高效节能的工艺流程,减少原材料浪费和减少燃料的使用等。
此外,引入清洁生产技术还能够提高生产效率,降低生产成本,提高产品质量和市场竞争力。
其次,清洁生产强调产品设计中的环保理念。
通过产品设计的优化和改进,可以降低产品对环境的负面影响。
例如,减少使用有害物质的产品设计,提倡可降解、可回收利用的材料,延长产品寿命周期等。
清洁生产的理论基础教材
一、系统论与系统工程
(5)开放系统
开放系统的分类(按反馈属性):开环系统、闭环系统。
•反馈作用:系统输出影响系统输入的现象。 正反馈:输出增强原输入作用的反馈-放大、发散 负反馈:输出削弱原输入作用的反馈-缩小、收敛
开环系统的一般表示
闭环系统的一般表示
有反馈的,不论是正反馈还是负反馈,都是闭环系统,没有 反馈的是开环系统。
250/106×70%×3×150% ——
——
反应量/kmol -250/106×70% -250/106×70% ×3
250/106×70% 250/106×70% ×3
输出/kmol
(4)建立物料关系的平衡式
邻二甲苯
氧气
苯酐
水
输入/kmol 250/106
250/106×70%×3×150% ——
美国的国鸟白头海雕就曾受到DDT生物富集的影响。 1952年~1957年间,白头海雕的出生率在下降,研究表明,高浓度的 DDT会导致白头海雕的卵壳变软以致无法承受自身的重量而碎裂。 直到1972年11月31日美国环境保护署正式全面禁止使用DD料的反应量,对反应 物,取负号;对产物,取正号
若系统无物料积累, 处于稳定状态
二、质量守恒原理
(2)物料衡算基本程序
①识别问题的类型 ②绘制过程流程图
标注所有已知未知变量,分析物料运动的 方向、条件及数量。
二、质量守恒原理
(2)物料衡算基本程序
③选择计算基准 ④建立输入输出物料的表格 ⑤建立物料关系的平衡式 ⑥建立物料平衡图
系统
简单系统 复杂系统
小系统 :中小型企业 大系统 巨系统
大系统 巨系统
一般复杂巨系统 特殊复杂巨系统(社会 系统)
清洁生产的理论基础知识概述
清洁生产的理论基础知识概述1. 环境影响评价:清洁生产的理论基础之一是环境影响评价(EIA),它是对项目、规划或政策对环境产生的直接或间接影响进行系统评估的过程。
通过EIA,可以评估清洁生产对环境的影响,提出有效的改善措施,保护环境。
2. 污染预防原则:清洁生产以预防污染为原则。
通过技术创新和生产工艺优化,减少或消除有害物质和废弃物的产生,从根本上预防环境污染。
3. 资源有效利用:清洁生产理论基础还包括资源有效利用。
通过优化生产过程,提高能源和原材料的利用效率,减少对资源的浪费,实现可持续发展。
4. 生命周期评价:清洁生产还涉及生命周期评价(LCA),它是对产品从原材料提取、生产、使用到废弃处理的整个生命周期进行评价。
通过LCA,可以全面评估产品对环境的影响,为设计清洁生产提供科学依据。
5. 绿色化学工程:清洁生产的理论基础还包括绿色化学工程。
采用可再生资源和环境友好的化学工艺,减少有害物质的使用和排放,实现循环经济和可持续发展。
综上所述,清洁生产的理论基础涵盖了环境影响评价、污染预防、资源有效利用、生命周期评价和绿色化学工程等多个方面的知识。
这些理论基础为实现减少环境污染、提高资源利用效率、促进可持续发展提供了科学依据和方法论。
清洁生产是在工业生产和产品制造中获取经济效益的同时最大限度地减少环境影响。
清洁生产理论基础还包括以下方面的知识:6. Eco-design(生态设计):清洁生产倡导产品的生态设计,即从产品设计阶段就注重生态环境的保护。
通过设计节能、减排和环保的产品,减少资源消耗和环境负担。
生态设计考虑产品的整个生命周期,从原料选择、制造、使用到废弃处理,以最小化对环境和资源的影响。
7. 工业生态学:清洁生产理论基础也涵盖工业生态学。
工业生态学研究工业系统内部和外部各种因素之间的相互作用,以实现资源的最大利用和废弃物的最小排放。
通过工业园区内部循环利用能源、废料和副产品,以及园区之间的资源共享和废物互换,实现循环经济,减少资源消耗和环境压力。
清洁生产原理讲义
清洁生产原理讲义第一章绪论第一节清洁生产的产生与发展一、工业活动引发的环境问题;二、解决工业污染方法的演进;三、末端治理与清洁生产的比较;四、清洁生产在国内外的发展第二节清洁生产的基本要素一、清洁生产的定义二、清洁生产的主要内容三、清洁生产的实施方法四、清洁生产的特点五、清洁生产的意义六、清洁生产的成本与效益第二章清洁生产的理论基础第一节清洁生产与可持续发展一、可持续发展理论概述二、清洁生产是可持续发展的必由之路第二节清洁生产与产品生命周期理论一、产品生命周期理论与环境管理二、生命周期评价的基本框架与内容三、生命周期评价方法四、生命周期评价的特点与局限性五生命周期评价与清洁生产第三节清洁生产与产业生态学一、产业生态学的形成与发展二、产业生态学的概念三、产业生态学的基本思想四、产业生态学的研究内容五、产业生态学的研究方法六、产业生态学的实践——工业生态园与清洁生产第三章清洁生产的管理模式第一节概述一、我国环境管理制度体系框架二、我国环境管理制度的不足和改进措施三、国内外企业环境管理的实践四、清洁生产管理模式初探第二节传统生产管理模式一、我国部分企业的管理模式二、传统管理思想和企业管理行为三、传统管理的系统边界四、传统管理弊端的管理学分析第三节清洁生产管理模式一、清洁生产与传统管理模式的特征比较二、清洁生产管理模式理念、基本要素和职能三、清洁生产管理模式的内容四、清洁生产管理的系统边界五、清洁生产的管理模式六、清洁生产与环境管理体系(ISO14000)第四章清洁生产的指标体系和评价方法第一节清洁生产的指标体系和评价方法一、清洁生产的目标二、清洁生产评价与环境影响评价的结合三、清洁生产概念引入环评的优势第二节清洁生产评价指标体系一、评价指标的选取原则二、国内外清洁生产评价指标及其研究现状三、清洁生产的定量评价指标体系四、清洁生产评价指标的用途五、清洁生产评价指标体系在食品工业中的应用第三节清洁生产评价方法一、清洁生产评价方法——综合指数评价模式二、清洁生产评估综合指数评价模式的特征三、清洁生产的评价程序第五章清洁生产报告第一节清洁生产总结报告一、结构与格式二、正文内容第二节阶段报告第三节清洁生产详细摘要一、结构与格式二、项目内容第四节清洁生产项目简介一、企业基本情况二、主要产品和废物三、清洁生产审计车间简介四、无费和低费清洁生产方案效益五、短期清洁生产方案的效益六、长期清洁生产方案的效益第六章食品工业的清洁生产测评技术与废弃物的处理和利用第一节样品的采集、保存、制备和预处理一、样品的采集二、样品的保存三、样品的制备与预处理第二节清洁生产测评技术一、食品添加剂的测评技术二、食品中有毒有害物质的测评技术三、食品工业废水的测评技术第三节食品加工业固体废弃物的处理与利用一、固体废弃物的分类二、固体废弃物的特征和危害三、固体废弃物的处理技术四、固体废弃物的综合利用实例第四节食品工业废水的再净与综合利用一、食品工业废水的分类及其特性二、食品工业废水的处理技术三、食品加工废水的再净与综合利用实例第七章国内外清洁生产案例第一节UNEP实施清洁生产工作程序一、规划和组织二、预评估三、评估四、评价和可行性研究五、实施和持续监控第二节中国阜阳酿酒总厂清洁生产案例第三节台湾食品行业清洁生产案例第一章绪论本章主要介绍清洁生产的产生与发展及清洁生产的基本要素,重点是基本要素。
清洁生产的理论基础
清洁生产的理论基础1. 预防为主:清洁生产理论强调“预防为主”,通过在生产过程中采取先进技术和管理方法,来避免或减少污染和废弃物的生成。
这需要对生产过程进行全面的分析和评估,以确定潜在的污染源,并采取相应的措施来进行预防。
2. 综合考虑:清洁生产理论强调综合考虑生产活动的方方面面,包括原料选用、生产工艺、产品设计、能源利用、废物处理等环节。
只有综合考虑所有的因素,才能够找到最佳的生产方式,从而实现最大的资源利用效率和最小的环境影响。
3. 循环利用和再生利用:清洁生产理论提倡将废弃物转化为资源的理念,通过循环利用和再生利用来减少对自然资源的需求,同时减少了废物对环境的负面影响。
4. 企业间合作:清洁生产理论认为,合作是实现清洁生产的关键。
通过企业间的合作和交流,可以分享先进的技术和经验,从而提高整个产业链的清洁生产水平。
总之,清洁生产的理论基础是在实现经济效益的同时,最大限度地减少对环境的影响。
通过预防为主、综合考虑、循环利用和企业间合作等方式,实现可持续发展的目标。
清洁生产的理论基础植根于可持续发展的理念,强调通过改变生产方式和管理模式来实现资源利用效率的提高和环境条件的改善。
实践清洁生产理论的关键在于促进产业升级和技术创新,以提高生产过程中的效率和减少对环境资源的消耗。
其核心目标是通过技术、管理和政策手段的综合运用,实现经济发展和资源利用的可持续性,并减少对环境的负面影响。
首先,清洁生产强调“预防为主”,提出了污染预防的概念。
这意味着不再采取传统的“治理污染”的方式,而是通过改进生产工艺、采用清洁技术,避免或降低废弃物排放。
通过生产过程的重新设计、资源的合理利用,以及废物的减量处理,预防性措施能够在源头上减少对环境的污染。
其次,清洁生产理论强调综合考虑各种因素,包括能源利用、原料选用、生产工艺和废物处理,以及产品生命周期对环境的影响。
只有进行全面的评估和优化,才能找到全局最优的生产方式。
这种综合考虑的方式是实现清洁生产的主要途径之一。
清洁生产理论基础
清洁生产理论基础1. 预防为主。
清洁生产强调“预防为主”,即在生产过程中尽可能减少或避免产生污染物和废弃物。
这需要从生产的初期阶段就考虑环境保护和资源利用的问题,通过技术创新和管理手段,减少或消除环境影响。
2. 循环利用和资源有效利用。
清洁生产倡导将废弃物视为资源,并使用循环利用技术将废弃物重新利用。
在生产过程中合理利用资源,提高资源利用率,减少资源消耗和浪费。
3. 产品寿命周期考虑。
清洁生产关注产品的整个生命周期,从原材料采购、生产、使用到废弃处理,通过全面和系统的考虑,优化产品的设计和生产过程,减少环境污染和资源消耗。
4. 综合分析和综合治理。
清洁生产需要进行综合分析,考虑生产过程中的各种环境污染和资源浪费问题,采取综合治理措施,提高整体的生产效率和环境保护水平。
清洁生产理论基础的核心是通过技术创新和管理手段,在生产过程中减少环境污染和资源浪费,提高生产效率和产品质量。
清洁生产的理论基础不仅是为了环境保护,也是提高生产企业竞争力和可持续发展的重要途径。
通过加强清洁生产理论基础的研究和推广应用,可以促进工业生产向更加清洁、低碳、循环利用的方向发展,实现经济效益和环境效益的双赢。
清洁生产理论基础是清洁生产实践的基础和指导性原则,其核心是通过技术创新和管理手段,在生产过程中减少环境污染和资源浪费,提高生产效率和产品质量。
清洁生产理论基础既包括技术方面的创新,也包括管理和政策方面的改进。
以下是对清洁生产理论基础的具体阐述:1. 技术创新技术创新是实现清洁生产的关键。
通过推广和应用清洁生产技术,可以实现在生产过程中减少排放污染物和废弃物、提高资源利用率、降低能源消耗等目标。
清洁生产技术包括但不限于:绿色化学工程、清洁能源利用、高效节能技术、循环利用技术、废弃物资源化利用技术、清洁生产工艺等。
这些技术的应用需要充分考虑生产过程中各个环节,从原材料选择、生产工艺、产品设计等方面全面考虑,以实现全面的清洁生产目标。
2清洁生产的基本原理
二、工业生态学
工业生态学是起源于清洁生产的,是清洁 生产发展的一个新的阶段。工业生态学是生态 学家、环境学家和产业界都在不断扩展和深化 清洁生产的概念和内容的情况下,提出的一种 系统化和一体化的新的环境管理思想。
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。
(一)可持续的生产 1、可持续生产的概念
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。
第二节 工业生态学与清洁生产
一、工业生态系统
工业生态系统是人造系统,它是所有企业、 行业和部门的总和,是通过对自然资源加工生产 物质资料的事业。工业除制造业之外,还包括采 掘业、建筑业、运输业以及供电、供热、供水等 公用事业。工业系统本身是经济系统的一个组成 部分,是一个组分众多、纵横交错的复杂系统。 与工业系统相关联的还有自然系统(土地、农田、 森林、等)、社会系统(政治、法律、组织、安 全保障等)以及技术系统(厂房、动力、机器、 工艺、科技开发等)。工业系统的中心是人,人 的劳动组织、人的劳动和智力的投入以及人的消 费需求的推动。
第二,共生体系的成功广泛地建筑在不同 伙伴之间的已有信任关系基础上。卡伦堡是个 小城市,大家都相互认识。这种亲近关系使有 关企业间的各个层次的日常接触都非常容易。
第三,卡伦堡共生体系的特征是几个既不 同又能互补的大企业相邻。要在其他地方复制 这样一个共生系统,需要鼓励某些“企业混 合”,使之有利于废料和资源的交换。
完整版清洁生产第二讲清洁生产的理论基础
? 物料衡算方程:输入等于输出加系统积累
? 物料衡算基本程序
? 识别问题的类型 ? 绘制过程流程图 ? 选择计算基准 ? 建立输入输出物料的表格 ? 建立物料关系的平衡式
二、质量守恒原理
2、物质守恒定理
? 物质循环利用原理
? 清洁生产是通过废物最小化、循环以及再利用等实现物 料的最大利用率 ? 质量品质:物料能对生产过程所作贡献的性质,如纯度、 浓度、催化性能等。随着物料在过程中的转化、混拌和使 用,物料的品质会随之降低 ? 物料分级串联使用原则:综合全面使用物料 ? 最低品质使用原则:在满足工艺要求的情况下,应尽可 能使用低品质物料,降低对高品质物料的消耗。 ? 废物循环利用原则:废物的循环和综合利用
三、生态学理论
5、工业生态学
? 工业生态学是起源于清洁生产的,是清洁生产发展 的一个新的阶段。 ? 工业生态学是生态学家、环境学家和产业界都在不 断扩展和深化清洁生产的概念和内容的情况下,提出 的一种系统化和一体化的新的环境管理思想。 ? 工业生态学是一种以可持续为基础来管理人类活动 的方法:
? 设法将人类系统与自然系统进行充分地结合; ? 减少对能源和材料的使用; ? 减少人类活动对自然系统可承受程度产生的生态影响。
三、生态学理论
1、生态过程
? 能流:植物固定的能量(太阳能)沿食物链在各营养级 转换与传递的过程。 ? 物质循环:营养物质通过植物从土壤或空气中吸收与转 换后,沿食物链在各营养级转换与传递,再回到土壤与空 气中的过程。 ? 生态演替:生态群落从简单到复杂的顺序发展过程。
裸地-草地-灌丛-森林 湖泊-沼泽湿地-草地-森林 ? 反馈控制:通过生物间的相互关系,使生态系统内各种 群达到动态平衡,并维持生态系统结构与功能的稳定性。 ? 自组织:生态系统通过长期演替而形成的具有自我发展、 自我恢复,并成为功能整体的过程。
《清洁生产》第二章概述1
第2章清洁生产概述2.1清洁生产的产生与发展2.1.1清洁生产的产生清洁生产(Cleaner Production) 是在环境和资源危机的背景下,国际社会在总结了各国工业污染控制经验的基础上提出的一个全新的污染预防的环境战略。
它的产生过程,就是人类寻求一条实现经济、社会、环境、资源协调发展的可持续发展道路的过程。
18世纪工业革命以来,随着社会生产力的迅速发展,人类在创造巨大物质财富的同时,也付出了巨大的资源和环境代价。
到20世纪中期,世界人口迅速增长和工业经济的迅猛发展,资源消耗速度加快,废弃物排放明显增加;再加上认识上的误区,致使环境问题日益严重,环境公害事件屡屡发生;以至于全球性的气候变暖、臭氧层被破坏及有毒化学品的泛滥和积累等已严重威胁到整个人类的生存环境以及社会经济发展的秩序;经济增长与资源环境之间的矛盾日渐凸显。
20世纪60年代开始,工业对环境的危害已引起社会的关注,20世纪70年代西方一些国家的企业开始采取应对措施,对策是将污染物转移到海洋或大气中,认为大自然能吸纳这些污染。
但是,人们很快意识到,大自然在一定时间内对污染的吸收承受能力是有限的,因而,又根据环境的承载能力计算污染物的排放浓度和标准,采用将污染物稀释后排放的对策。
实践证明,这种方法也不可能有效减少环境污染。
这时工业化国家开始通过各种方式和手段对生产过程末端的废弃物进行处理,这就是所谓的“末端治理”。
末端治理的着眼点是侧重于污染物产生后的治理,客观上却造成了生产过程与环境治理分离脱节;末端治理可以减少工业废弃物向环境的排放量,但很少能影响到核心工艺的变更;末端治理作为传统生产过程的延长,不仅需要投入大量的设备费用,维护开支和最终处理费用,而且本身还要消耗大量资源、能源,特别是很多情况下,这种处理方式还会使污染在空间和时间上发生转移而产生二次污染。
所以很难从根本上消除污染。
面对环境污染日趋严重、资源日趋短缺的局面,工业化国家在对其污染治理过程进行反思的基础上,逐步认识到要从根本上解决工业污染问题,必须以“预防为主”,将污染物消除在生产过程之中,而不是仅仅局限于末端治理。
清洁生产一三清洁生产的理论基础
➢ 是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定
功能的有机整体。
——钱学森
一、系统论与系统工程
(2)系统的基本特征
•
系统是由若干元素组成
•
系统中的元素相互作用、相互依赖
•
系统作为一个整体具有特定的功能
一、系统论与系统工程
(3)系统的结构
S={E, R} S:system; E:elements; R:relations
一、系统论与系统工程
70年代后期,中国科学家钱学森等澄清了国外把一些学 科名称混用的现象,又提出系统工程可以分为工程系统工程、 企业系统工程、经济系统工程和军事系统工程等十几个专业。
系统论创始人钱学森1978年提出:
系统工程是组织管理系统的规划、研究、制造、 试验和使用的科学方法,是对所有系统都具有普遍意义 的科学方法。
✓ 系统可以分为若干子系统 ✓ 清洁生产具有明显的层次性
• 协同性:各子系统之间以及系统与环境之间在发展过程中保持协调和匹 配。 • 涌现性:系统的各个部分组成一个整体之后,就会出现整体具有而各个 部分原来没有的某些特征事物。
一、系统论与系统工程
3、系统工程
60年代,A.D.霍尔:《系统工程方法论》、著名的霍尔三 维结构,即系统工程形态图,为系统工程提供了一种广泛
一、系统论与系统工程
(6)清洁生产与系统论
开放的闭 环系统
一、系统论与系统工程
2、系统的属性
• 集合性:要素集及要素关系集所组成 • 整体性:系统是有机整体
✓ 清洁生产必须从生产系统整体出发来发现和解决问题 ✓ 要从提高整体功能的角度去提高和协调各要素的功能
• 层次性:一个系统往往是另一个大系统的要素
精选清洁生产原理与应用
2024/3/30
海南大学环境科学系 唐文浩
清洁生产的废物与资源转化理论是以物质不灭定 律和能量守恒定律为基础的。在生产过程中,所 有的物料都遵循物质平衡原则。清洁生产可使废 物产生量最小化,所以,提高资源效率是清洁生 产的一个重要内容。
一个生产过程所产生的废物可恰为另一个生产过 程的原料,使废物再生循环利用,从另一方面体 现了废物与资源转化理论。
2024/3/30
海南大学环境科学系 唐文浩
2 清洁生产的理论基础
(3)在污染物排放标准上只注意浓度控制而忽 视了总量控制。各类法规和政策大多只规定污染 物的排放浓度标准,对超标排放的企业单位进行 限制和惩罚。这种做法,没有认识到环境质量是 由污染物总量与环境容量决定的这一事实。没有 将污染物控制和削减与当地环境目标相联系,区 域内各企业只要达到排放标准就算完成了治理任 务。
2024/3/30
海南大学环境科学系 唐文浩
生命周期评价(Life Cycle Assessment,即LCA) 是一种用于评估产品在其整个生命周期中,即从 原材料的获取、产品的生产直至产品使用后的处 置,对环境影响的技术和方法。
LCA已经纳入ISO14000环境管理系列标准而成为 国际上环境管理和产品设计的一个重要支持工具。
2024/3/30
海南大学环境科学系 唐文浩
生命周期评价主要应用在通过确定和定量化研究 能量和物质利用及废弃物的环境排放来评估一种 产品、工序和生产活动造成的环境负载;评价能 源材料利用和废弃物排放的影响以及评价环境改 善的方法。
2024/3/30
海南大学环境科学系 唐文浩
生命周期评价首先辨识和量化整个生命周期阶段 中能量和物质的消耗以及环境释放,然后评价这 些消耗和释放对环境的影响,最后辨识和评价减 少这些影响的机会。生命周期评价注重研究系统 在生态健康、人类健康和资源消耗领域内的环境 影响。
02 清洁生产原理
一、可持续发展理论
2.可持续发展的基本思想
可持续发展是一个涉及经济、社会、文化、 技术及自然环境的综合概念。它特别强调环境 承载能力和资源的永续利用对发展进程的重要 性和必要性。
一、可持续发展理论
(1)可持续发利水平,增强国家实力和社 会财富;
第三节 清洁生产审核原理
3 如何消除这些废弃物? 针对废弃物产生原因,设计相应的清
洁生产方案,从而达到减少废弃物产生的 目的。
三、清洁生产审核的主要内容
1 产品 产品在使用中或废弃的处置中是否有毒、有污
染,对有毒,有污染的产品尽可能选择替代品,尽 可能使产品及其生产过程无毒、无污染。
2 原辅材料 使用的原辅料是否有毒、有害,是否难于转化
废弃物在那里产生
—— 污染源清单
为什么会产生废弃物
—— 原因分析
如何消除或削减这些废弃物
—— 方案产生和实施
第三节 清洁生产审核原理
1 废弃物在那里产生? 通过现场调查和物料平衡,找出废弃
物的产生部位,并确定产生量,这里的 “废弃物”包括各种排放物。
第三节 清洁生产审核原理
2 为什么会产生废弃物?
二、废物与资源转化理论(物质平衡理论)
在物质生产过程中,产生的废弃物越多, 则原料与能源(资源)的消耗量就越大,废弃 物是由原料转化而来的。
生产中的废弃物具有多功能特性,一种生 产过程中产生的废物可作为另一种生产过程中 的原料与能源(资源),资源与废弃物是一个 相对的概念。
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(2)敏感度检查
• 是指证实敏感度分析所得信息与最终的结论、建议相关联 的过程。其目的是通过确定最终结论是否受数据、分划方 法等因素的不确定性影响,进而评估最终结果的可靠性。
• 敏感度检查一般用于下述的假设、方法或数据:分划原则、 边界设置与系统定义,影响类别的选择、分类、物征化、 数据质量等。
第二章清洁生产的理论基础
第二章清洁生产的理论基础
生命周期评价的定义
• 生命周期评价(Life Cycle Assessment,缩写为LCA), 是对贯穿产品生命全过程(从原材料获取、设计、制造、储 运、使用直至最最有权威的、最新的生命周期评价定义是国际标准化组织在 其ISO14040标准(环境管理——生命周期评价——原则与 框架)中给出的:生命周期:是指一个产品系统内从原料获 取到最终废弃的连续且相互关联的各个阶段。生命周期评价: 汇总和评估一个产品(或服务)体系在其整个生命周期内的 所有投入及产出对环境造成的和潜在的影响的方法。
• 第一,选取并使用特征化因子,将生命周期影响 结果转化为普通单元;
• 第二,将转化为指示结果的生命周期影响结果进 行集合化。
第二章清洁生产的理论基础
2、选择性元素
• (1)标准化 • (2)分组 • (3)定量 • (4)数据质量分析
1)权重分析 2)不确定性分析 3)敏感度分析
第二章清洁生产的理论基础
• 评估由三部分构成:完整性检查、敏感度检查、 一致性检查。
第二章清洁生产的理论基础
(1)完整性检查
• 目的在于确保解释阶段所需的信息及数据具有完 整性、可用性。
• 完整性检查需使用一个核对清单,清单中应包括 清单参数,如能源、材料来源、废弃物、生命周 期阶段和过程、类别指示等内容。
第二章清洁生产的理论基础
第二章清洁生产的理论基础
生命周期评价的定义
• 比较权威的定义,是国际环境毒物学与化学学会 (SETAC)、联合国环境规划署的定义 。
• 国际环境毒物学与化学学会(SETAC)定义:通过对能源、 原材料消耗及废物排放的鉴定及定量化来评估一个产品、 过程或活动对环境带来的负担的客观方法。
• 联合国环境规划署的定义:生命周期评价是评价一个产品 系统生命周期整个阶段(从原材料的提取和加工,到产品 生产、包装、市场营销、使用和产品维护,直至再循环和 最终废物处置)的环境影响的工具。
(2)建议 建议应立足于最终结论且其结果应是合理的、符 合逻辑的。
第二章清洁生产的理论基础
三、生命周期评价方法
• (一)二维矩阵分析方法
• (2)《增长的极限》——引起世界反响的“严 肃忧虑”
• (3)联合国人类环境会议——人类对环境问题 的正式挑战
• (4)《我们共同的未来》——环境与发展思想 的重要飞跃
• (5)联合国环境与发展大会——环境与发展的 里程碑
第二章清洁生产的理论基础
(二)可持续发展的定义
• 联合国世界环境与发展委员会(WECD)把“可 持续发展”定义为:“既满足当代人需要,又不损 害子孙后代满足其需求能力的发展”.
第二章清洁生产的理论基础
1、重要结果的验证
• 目的在于通过生命周期影响评价结果的结构化,进一步对重要 结果加以确定。
• 验证由信息识别与结构化、重要结果的最终确定两部分构成。 • 生命周期影响评价阶段所得结果应包括四类信息: 1)影响评价结果应与数据质量信息汇总,并将结果以恰当方式
加以结构化。 2)方法的选择,如生命周期影响评价中的类别指示及模型,生
2)可持续发展以自然资源为基础,同环境承载能力 相协调。
3)可持续发展以提高生活质量为目标,同社会进步 相适应。
4)可持续发展承认并要体现出环境资源的价值。
第二章清洁生产的理论基础
二、清洁生产是可持续发展的必由之路
1、清洁生产可以避免和减少末端治理不彻底造成的 二次污染。
2、清洁生产可以带来显著的经济效益,改变“环保 就是花钱”的错误观念。
• 在确定研究范围时还应足以保证研究的广度和深 度与要求的目标相一致。
第二章清洁生产的理论基础
(二)清单分析
• 是进行生命周期评价的数据收集和初步处理阶段,是生命 周期评价中承上启下的一个重要组成部分,也是四个部分 中发展最完善的一个部分。
• 清单分析中,任何产品和服务都应作为一个系统来描述。 产品生命周期所有过程要包括在系统的边界内,系统边界 外的所有区域都是系统环境。
• 3)影响分析:把生命周期评价输入输出基于单元过程组 的影响程度排序。影响程度分别以A、B、C代表。
• 4)异常评估:以先前经验为基础得到的异常结果相对于 预期或常见结果的偏离值。
第二章清洁生产的理论基础
2、评估
• 评估与验证是两个同步的过程,评估的目的是形 成并增强前期阶段(生命周期影响评价和生命周 期解释的第一阶段)结果的可信度及可靠性。
列标准
第二章清洁生产的理论基础
(一)产品生命周期理论与产品生命周期评价
• 产品生命周期:是指产品从原材料采掘、原材料生产、产 品设计制造、包装储运、销售使用,直到最后废弃处置的 全过程,即产品从摇篮到坟墓的生命全过程。
• 所谓产品系统,实际就是为实现一个或多个特定的功能而 由物质和能量联系起来的单元过程的集合,例如原材料采 掘、原材料生产、产品制造、产品使用和产品用后处理等 过程的集合 。
第二章清洁生产的理论基础
3、结论和建议
(1)结论 应与生命周期解释阶段的其他要素互动地得出结 论,此阶段应包括下述内容: 1)重要结果的验证; 2)评估完整性、敏感度和一致性,所用的方法及所得的 结果; 3)作出预备性结论并检验预备性,结论与研究目标、范 围要求的一致性; 4)如果预备性结论满足一致性,则将其作为完备结论加 以报告,否则返回重要结果的验证。
第二章清洁生产的理论 基础
2020/12/10
第二章清洁生产的理论基础
第一节 清洁生产与可持续发展
第一节 清洁生产与可持续发展 一、可持续发展理论概述
(一)可持续发展战略的提出 (二)可持续发展的定义 (三)我国实施可持续发展战略的必要性
第二章清洁生产的理论基础
(一)可持续发展战略的提出
• (1)《寂静的春天》——对传统行为和观念的 早期反思
第二章清洁生产的理论基础
生命周期评价的框架(ISO14040:1997)
第二章清洁生产的理论基础
二、生命周期评价的基本框架与内容
• (一)目标与范围的确定 • (二)清单分析 • (三)生命周期影响评价(LCIA) • (四)生命周期解释
第二章清洁生产的理论基础
(一)目标与范围的确定
• 是生命周期评价研究的第一步,也是最关键的部 分。它为研究的范围、前提和限制性条件提供了 一个前期的界定。
• 当生命周期影响结果与多个影响类别相关联时,应进行生 命周期影响结果的区分。
• 其中包括:并行结构的区分,如二氧化硫在酸雨及人类健 康两个影响类别间的划分;串行结构的区分,如氮氧化物 可同时分配到地表臭氧形成和酸雨两个类别中。
第二章清洁生产的理论基础
(3)类别指示结果的计算(特征化)
• 指示结果的计算包括以下两个步骤:
• 生命周期影响评价的框架一般由若干法定要素构成,它们 可将生命周期影响结果转化为类别指示结果。此外生命周 期影响评价还包括一些选择性要素。
第二章清洁生产的理论基础
生命周期影响评价阶段的要素构成图
第二章清洁生产的理论基础
1、法定要素
• (1)影响类别、类别指示和特征化模型的选择
• 生命周期影响结果是指包括跨越系统边界的物流、能流在内 的生命周期清单分析的输出,如温室气体、二氧化硫、氮氧 化物(NOx)等能导致某种环境影响的因素。
• 研究目标应阐明:依据研究结果将做何种决定, 需要什么信息,达到何种细节水平和为了什么目 标 ,特别还要考虑生命周期评价的结果是用于公 司内部提高系统的环境性能,还是外部使用,例 如影响公共政策。
第二章清洁生产的理论基础
• 在研究范围的界定中,要考虑以下要素并做清楚 的描述:产品系统的功能与功能单元,所研究的 产品系统及系统边界,分划程序,环境影响类型, 影响分析方法及后继的解释,假设条件与限制条 件,原始数据质量要求,批评性评议类型,研究 所需的报告类型和格式等。
(四)生命周期解释
• 生命周期解释是清单分析与影响评价二者结合的生命周期 评价阶段,目的在于分析结果,得出结论,解释局限性并 提出建议,且以一种明晰的方式来汇报生命周期解释结果。
• 生命周期解释由三个要素构成:对生命周期影响及其评价 结果中重要结果的验证;评估完整性、敏感度和一致性的 检查;结论、建议和报告。
(3)一致性检查
• 是证实贯穿于整个产品生命周期或几个选项之间的假设、方 法、数据是否相一致,并对假设、方法、数据与目的、范围 的一致性加以验证的过程。
• 一致性检查需核实以下内容:
1)数据源的区别:如选项A的数据来源于文献,而选项B的数 据源于原始数据,则二者不一致。
2)数据精确度的区别 3)技术范围的区别 4)数据时效的区别 5)地理范围的区别
• 特征化是用特征化模型通过描述生命周期影响结果、类别指 示及类别端点间的关系来反映环境结构。特征化因子往往可 从特征化模型中获得。
第二章清洁生产的理论基础
(2)结果分划(也称结果分类)
• 分划(分类)是将清单分析中的输入输出数据分配到各影 响类别中,恰当的分划(分类)是评价正确性和有效性的 保证。
3、清洁生产还可以带来巨大的社会效益。 • 总之,实施清洁生产体现了持续发展的战略思想,
可以实现经济、生态(环境)和社会效益的统一, 保障经济与资源、环境的协调发展。
第二章清洁生产的理论基础
第二节 清洁生产与产品生命周期理论
一、产品生命周期理论与环境管理
(一)产品生命周期理论与产品生命周期评价 (二)生命周期评价与ISO14000环境管理体系系