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。

第一节清洁生产的产生与发展
包括：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四部分内容。

一、工业活动引发的环境问题
1. 气候变暖
温室效应：是由于大气层中温室气体（GHG S)（如水蒸汽、二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧以及氯氟烃类物质等）浓度上升引起的地球气候变暖的一种现象。

这些气体起着类似温室玻璃的作用，即只吸收而不反射产生热能的红外辐射，因此使地球不断变暖。

各种气体对全球变暖的贡献百分率：CO2为49％，CH4为18％，N2O为6％，CFC s为14％，其他气体为13％。

不同产业对全球变暖的贡献百分率：能源57％（工业能源22％，运输能源20％，商住能源15％），林业9％，农业14％，氯氟烃工业17％，其他工业3％。

气候变暖的全球性影响：
1、导致南、北极冰雪部分融化，海平面上升，威胁沿海国家和地区。

（预计到本世纪中叶，全球气温将升高1.5~4.5℃，海平面将上升25～140cm。

）
2、导致全球气候混乱，改变降水格局，影响世界水资源分布。

3、改变世界粮食体系。

4、严重破坏生态环境。

国际应对：1992年6月，154个国家在巴西里约热内卢召开的环境与发展大会上签署了联合国《气候变化框架公约》。

这是一项原则公约，它为国际社会在对付气候变化问题上加强合作提供了法律框架，并对发达国家和发展中国家规定了有区别的义务。

该公约于1994年3月生效，公约现有176个缔约方。

中国是1992年首批签署《气候变化框架公约》的国家之一。

1997年12月170多个国家共同签署《京都议定书》，要求发达国家对温室气体的排放进行限期控制，全部排放量在2008－2012年承诺期间，以1990年温室气体排放量为基数，实现平均减排5.2%。

2. 臭氧层破坏
大气层中距地面20～50km的臭氧层能吸收太阳辐射中99％以上的有害的紫外线辐射，从而保护地球上的万物生灵。

1984年，科学家首次发现南极上空出现臭氧空洞。

大气中臭氧每减少1％，辐射到地面的紫外线就会增加2％，皮肤癌的发病率就增加4％左右。

此外，臭氧层的变化会损害人的免疫系统，使患白内障和呼吸道疾病的人增多。

还会损害海洋生物，阻止植物生长。

氯氟烃类物质（常作制冷剂、发泡剂、洗洁剂）是破坏臭氧层的主要元凶。

1987年，大气臭氧层保护的重要历史性文件——《蒙特利尔议定书》出台，该议定书的目的是控制氟氯烃以及臭氧损耗有关物质的消费，从而控制它们的排放量。

该议定书于1996年1月正式生效。

1992年建立了蒙特利尔议定书多边基金，用以支持发展中国家逐步淘汰臭氧层物质。

3. 酸雨
酸雨：一般是指pH值低于5.6的降水，有“空中恶魔”之称。

酸雨主要是由工业生产中产生的硫和氮的氧化物，排入大气后与水蒸气作用生成硫酸和硝酸等，随雨、雪、雹等降水而降落到地面，就形成了酸雨。

酸雨的危害：破坏土壤、使湖泊酸化、危害动植物生长、刺激人的皮肤，诱发皮肤病、肺水肿、肺硬化；腐蚀金属制品、油漆、皮革、纺织品和含碳酸盐的建筑。

酸雨在我国的分布及危害：我国酸雨主要分布在长江以南、青藏高原以东地区和四川盆地，其中华中、华南、西南及华东地区是酸雨污染最严重的区域。

目前我国酸雨区面积约占国土面积的40%，受调查的25个省（市、自治区）中，有22个地区出现酸雨，江苏的无锡、苏州、南京，几乎每两次降水中就有一次是酸雨。

降水pH值最低达到了3.54（长沙）。

酸雨在国外的分布及危害：在欧洲，酸雨破坏了森林和湖泊，约有6500万hm2的森林遭到酸雨的污染危害，其中中欧有100 hm2的森林枯萎死亡。

挪威南部的5000个湖泊已有1750个变成无鱼湖；瑞典的35000个大中湖泊中竟有14000个生态遭到破坏。

在北美，估计美国和加拿大每年因酸雨造成的农业损失高达160亿美元。

4. 资源浪费与废物污染
1）能源
消费结构不理想，石油、天然气等优质能源的比例很小，煤炭为主要燃料；
农村地区主要使用非商业能源（薪柴、秸秆、动物粪便等）；人均储量少；
能源的分布和经济布局不匹配；
2）矿产资源
人均占有量少，只有世界平均水平的58%。

单位产值能耗高，是世界平均水平的4.8倍。

钢材消耗是世界平均水平的3.6倍，铜、铝、铅、锌是世界平均水平的2.2~2.7倍。

3）水资源
人均拥有量是世界平均水平的25%。

工业生产万元产值用水量是103m3，为发达国家的10~20倍。

水污染严重。

七大水系中近一半受到污染，淮、海、辽河污染严重。

湖泊、水库富营养化程度加重，以太湖、巢湖和滇池最严重。

饮用水源中，水质符合或基本符合饮用水标准的只有30%左右。

海洋水质进一步恶化，赤潮频频发生。

4）生态环境在恶化
荒漠化土地面积262.2万km2，占国土面积的27.3%。

草原退化严重；耕地面积急剧减少，近年来每年减少36万km2。

黄河连年断流，北方沙尘暴肆虐。

工业生产中过低的资源利用率导致资源短缺，三废过度排放污染环境。

二、解决工业污染方法的演进
是随着人类赖以生存和发展的自然环境的日益恶化和人们对工业污染原因及本质问题认识的加深而不断向前发展的。

因此，可按历史发展轨迹和其发展特点，把人们解决工业污染的方法的演进划分为三个阶段：
（一）“先污染，后治理”阶段（18世纪末到20世纪60年代）
此时，人们只注重追求工业发展的速度和数量，而把工业污染仅看成一个生产技术问题，因此，工业生产并不考虑资源耗费和环境影响，资源的使用以产品为中心决定取舍，只要是当时无利用价值的物质即被视为废料而弃之于环境，且除有毒废料外，一般均不加处理而直接排入环境。

只有当工业污染形成较大危害，才着手进行治理。

这就是“先污染，后治理”的方法模式。

但事实上，在很多情况下，“先污染，后治理”往往变成了“先污染，不治理”。

（二）“末端治理”阶段（20世纪70年代初－80年代初）
所谓“末端治理”是指对工业污染物产生后集中在尾部实施的物理/化学/生物方法治理。

其任务通常包括去除废弃物的毒性和废弃物处理（如废弃物的焚烧、填埋
等）。

其着眼点是在企业层次上对生成污染物的治理。

我国从20世纪70年代以来，执行的工业污染防治方针就主要是末端治理，其主要措施有：
1）通过颁布污染物排放浓度标准、征收超标排污费，促使企业进行治理；
2）采取限期治理和关、停、并、转、迁等强制手段，解决严重的污染问题；
3）对新、扩、改建项目实行“三同时”和环境影响评价制度，控制新污染源的发展；
4）通过技术改造，提倡并鼓励原材料综合利用，提高资源利用率，采用先进工艺，减少污染物的排放量；
5）推行污染物排放总量控制和试行排污许可证制度。

由于“末端治理”没有从工业污染问题产生的根源入手，一方面既花费了大量的人力、物力和财力去治理已产生的污染问题，使之成为国家财政的巨大负担，另一方面新污染源又不断地出现，因而并不能从根本上解决工业污染问题。

（三）“污染预防，全程控制”阶段（20世纪80年代以来）
随着经济的迅速发展，环境问题日益严峻，过去几十年排污积累的潜在危害开始显现，气候变化等全球性环境问题引起了全世界的高度重视。

实践中人们认识到以往的解决工业污染的方法都是治标不治本的方法，彻底的解决方法必须是“将综合预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中，以便减少人类和环境的风险性。

”（联合国环境规划署关于“清洁生产”的定义，1989年），这就是清洁生产的思想。

清洁生产主张从产品设计、原料替代、设备与技术改造、工艺改革、生产管理改进等全过程着手，从生产源头开始考虑节约资源、能源和废物最小化，以尽可能减轻或消除环境污染和过程及产品对人体健康的有害影响，同时降低生产成本、提高经济效益。

这种解决方法彻底转变了以大量消耗资源、粗放经营为特点的传统生产模式，变被动治理污染为积极预防污染，也把企业的经济效益与社会效益、环境效益有机地结合在一起。

它是使工业生产逐渐走上可持续发展道路的有效措施。

三、末端治理与清洁生产的比较
清洁生产是关于产品和产品生产过程的一种新的、持续的、创造性的思维，它是指对产品和生产过程持续运用整体预防的环境保护战略。

从清洁生产的含义我们可以看到：清洁生产是要引起研究开发者、生产者和消费者即全社会对工业产品生产及使用全过程对环境影响的关注，使污染物产生量、
流失量和治理量达到最小，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只放在环保研究、管理等人员身上，仅仅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。

因而从末端治理到清洁生产是人类环保思想从“治”到“防”的一次飞跃。

清洁生产优于末端治理主要体现在以下四方面：
1）在资源、能源的充分利用和削减污染物产生量方面，清洁生产优于末端治理。

清洁生产强调源头治理，选用清洁的原料、清洁的生产工艺，生产有利于资源的有效利用并在生产、使用和处置的全过程中不产生有害影响的清洁产品。

这样就有效地利用资源和能源，极大地降低了污染物的产生量和排放量。

而末端治理与产生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，也无法削减在生产过程中产生的大量污染物。

末端治理只注意末端净化，不考虑全过程控制；只重视污染物排放量，不考虑资源、能源的最大限度利用和减少污染物的产生量，因而必然造成资源、能源严重浪费。

如我国农药、染料生产回收率都比较低，这不仅对环境产生极大的威胁，同时也严重浪费了资源。

国外农药生产的回收率一般为70％，而我国只有50～60％，也就是1t产品比国外多排放100～200kg的物料。

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，不但增加了经济效益，还减轻了末端治理的负担。

2）在废弃物处理效果方面，清洁生产优于末端治理。

一方面，末端治理从资源、能源的选择到生产工艺都未对污染物的产生进行有效地控制，因而所需处理的污染物量十分巨大，污染物的危害性也十分严重，这就必然导致处理的效果难以达到环境保护的要求。

另一方面，末端治理现有的污染治理技术还有局限性，使得排放的“三废”在处理、处置过程中对环境还有一定的风险性。

如废水处理产生含重金属污泥及活性污泥，净化废气会产生废水，废物焚烧会产生有害气体，填埋有害废物可能造成土壤和地下水污染等等，都会对环境带来二次污染。

而清洁生产强调全过程控制，废物排放量明显减少，废物危害性大大降低，治理效果好。

3）在实施方案所产生的经济效益方面，清洁生产优于末端治理。

末端治理是在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。

末端治理把污染物集中在尾部进行处理，造成需要处理的污染物数量多、负荷大、一次性投资和运行费用高，尤其是对于分散的污染源，末端治理很难发挥投资的规模效益和综合效益。

因而“三废”处理与处置往往只有有限的环境效益而无经济效益，给企业带来沉重
的经济负担。

目前各企业投入的环保资金除部分用于预处理的物料回收、资源综合利用等项目外，大量的投资用来进行污水处理厂等项目的建设。

由于没有抓住生产全过程控制和源削减，生产过程中污染物产生量很大，所以需要污染治理的投资很大，而维持处理设施的运行费用也非常可观。

据统计：处理1t化工废水需要1～4元，而去除1kgCOD则往往需要2～6元。

目前许多企业由于种种原因，物料流失严重，提高了物耗和产品成本，已经造成经济损失，而流失到环境中的物料还需要很高的费用去处理、处置，使企业承受双重的经济负担。

而清洁生产把污染尽可能地消除在生产过程中，大大减轻了末端治理费用，降低了治理技术开发的难度，这方面的实例很多。

如北京化工三厂。

（P8）4）在保护企业员工的健康方面，清洁生产优于末端治理。

末端治理只是在污染物产生后才集中处理，对原有的生产工艺和生产技术并不进行改进。

这就必然造成员工在生产过程中总是受到污染物的危害。

而清洁生产最大限度的替代了有毒的产品、有毒的原材料，替代了排污量大的工艺和设备，改进了操作技术和管理方式，因而改善了职工的劳动条件和工作环境，保护了员工的身体健康。

清洁生产与末端治理的比较如表1－1所示。

表1－1 清洁生产与末端治理的比较
四、清洁生产在国内外的发展
（一）清洁生产在国外的发展
清洁生产的提出，最早可追溯到1976年11月欧共体在巴黎举行的“无废工艺和无废生产的国际研讨会”。

“无废工艺和无废生产”是清洁生产早期的一种说法。

该会议提出，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。

1977年4月欧共体制订了关于“清洁工艺”的政策。

1984、1987年又制订了欧共体促进开发“清洁生产”的两个法规，明确对清洁工艺生产工业示范工程提供财政支持。

1984年美国国会通过了《资源保护与恢复法——固体及有害废物修正案》，明确定义“废物最少化”就是“在可行的部位将有害废物尽可能地削减和消除”。

这项法案要求产生有毒有害废弃物的单位应向环保部门申报废物产生量、采取削减废物的措施、明确废物的削减量，并制定本单位废物最少化的规划。

源头削减和再循环被认为是废物最小化的两个主要途径。

1989年联合国环境规划署工业与环境计划活动中心（UNEP IE/PAC）根据联合国环境规划署理事会会议决议，制订了《清洁生产计划》，从1990年起每两年组织一次世界范围内的清洁生产高级研讨会。

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”，会上提出了一系列建议，如支持世界不同地区发起和制订国家级的清洁生产计划，支持创办国家级的清洁生产中心，进一步与有关国际组织以及其他组织联结成网等。

之后，在1990年的10月和1991年的6月，美国和丹麦相继颁布了《污染预防法》以法律的形式确认了用预防污染取代末端治理。

1992年联合国环境与发展大会通过了“21世纪议程”，明确指出清洁生产是实现可持续发展的先决条件，也是工业界达到改善环境和保持竞争力和利润的核心手段。

号召工业界提高能效、开发清洁生产技术，更新、替代对环境有害的产品和原材料，实现环境和资源的保护和有效管理。

1998年10月在韩国汉城举行了第五届国际清洁生产高级研讨会，许多国际和大型跨国公司参与和签署了《清洁生产国际宣言》。

许多国际组织也开始参与推行清洁生产。

联合国工业发展组织和联合国环境规划署首批资助9个国家（包括中国）建立了国际清洁生产中心。

目前，世界上已有40多个国家建立了国家清洁生产中心。

世界银行（WB）等国际金融组织也积极资助在发展中国家展开清洁生产的培训工作和建立示范工程。

国际标准化组织（ISO）已经和正在制定和颁布以污染预防和持续
改进为核心内容的ISO14000环境管理体系国际标准。

清洁生产已成为一种国际行为。

（二）清洁生产在中国的发展
我国在20世纪70年代末期就认识到：防治工业污染的根本途径在于通过技术改造最大限度地把“三废”消除在生产过程之中。

80年代中期全国举行了两次少废无废工艺研讨会，不少工业部门和企业开发应用了一批少废无废工艺，取得了一定的成绩。

1992年，中国积极响应联合国环境与发展大会提出的可持续发展战略和《21世纪议程》的清洁生产倡导，将推行清洁生产列入国务院发布的《环境与发展十大对策》。

1994年3月国务院通过的《中国21世纪议程》明确指出：“推行清洁生产是优先实施的重点领域”。

我国实施清洁生产的实践，正经历着由清洁生产方法引进、宣传示范的初始阶段，转入以建立政策机制推动清洁生产的深化发展阶段。

此外，我国还与世界银行、加拿大、美国、挪威等发达国家开展了清洁生产合作项目。

1993年3月至1996年中国国家清洁生产中心承担实施了世界银行中国环境支援项目“推进清洁生产”。

该项目是我国第一个清洁生产项目，它的实施取得了一系列的成就。

近几年来，我国还在制订和修订颁布的环境保护法律中都纳入了清洁生产的要求，国家明确鼓励、支持开展清洁生产。

《中华人民共和国清洁生产促进法》也从2003年1月1日正式实施。

第二节清洁生产的基本要素
一、定义
清洁生产的概念是在1989年由联合国环境规划署正式提出的，但清洁生产所包含的内容和思想在某些发达国家和地区早已被采用，叫法也各式各样，如无废工艺、污染预防、废物最小化、清洁技术等，因而关于清洁生产的定义在国际上存在有多个版本。

与我国关系较为密切的定义主要有三个：联合国环境规划署的定义、我国《清洁生产促进法》中的定义和《中国21世纪议程》的定义。

1、联合国环境规划署的定义：清洁生产是对工艺和产品不断运用一种一体化的预防性环境战略，以减少其对人体和环境的风险；对于生产工艺，清洁生产包括节约原材料和能源，消除有毒原材料，并在一切排放物和废弃物离开工艺之前，削减其数量和毒性；对于产品，战略重点是沿产品的整个生命周期，即从原材料获取到。