化工清洁生产技术

第一章清洁生产概述

第二节清洁生产的意义及发展

一、清洁生产的意义

长期以来，我国经济发展一直沿用以大量消耗资源、粗放经营为特征的传统发展模式，通过高投入、高消耗、高污染，来实现较高的经济增长。据估计，20世纪50到70年代国民生产总值年均增长率为5.7%，而主要投入，包括能源、原材料、资金和运转的投入，平均每年的增长率比国民生产总值增长率高1倍左右。从20世纪80年代开始，才强调提高经济效益，从粗放型增长向效益型增长转变，在1981-1988年期间，国民生产总值平均增长率为10%，主要投入平均增长率比国民生产总值年平均增长率低1/2左右。特别是20世纪90年代以来，随着改革开放不断深化，我国经济得到了迅猛发展，经济效益也有了很大提高，但从总体上看，我国工业生产的经济技术指标仍大大落后于发达。传统的生产模式导致资源利用不合理，大量资源和能源变成“三废”排入环境，造成严重污染。20世纪70年代以来，虽然我国明确提出了“预防为主，防治结合”的工业污染防治方针，强调通过合理布局调整产品结构、调整原材料结构和能源结构、加强技术改造、开发资源和“三废”综合利用、强化环境管理等手段防治工业污染，但这一“预防为主”的方针并没有形成完整的法规和制度，而且预防的侧重点也有偏差，不是侧重于“源头削减”，而是侧重于末端治理，环境管理也侧重在末端控制，即侧重在污染物产生后如何处理达标上。这种末端处理的措施很多，如“三同时”、“限期治理”、“污染集中控制制度”、“浓度达标排放”等，都是以末端治理为依据的。

尽管20多年来我国在环境保护方面做了巨大的努力，使得工业污染物排放总量未与经济发展同步增长，甚至某些污染物排放量还有所降低，但我国总体环境状况仍趋向恶化。在我国的环境污染中，工业污染占全国负荷的70%以上，每年由工厂排出0.16亿t SO2使我国酸雨面积不断扩大，工业废水每年排放量达231亿t，固体废物达7亿t。每年由于环境污染造成的经济损失达1000亿元，如此惊人的数字；已达到使社会难以承受的程度。环境和资源所承受的压力，反过来对社会经济的发展产生了严重的制约作用。这种经济发展与环境保护之间的不协调现象，已经越来越明显，不容继续存在。

纵观环境保护问题，它已经不再仅仅是环境污染与控制的问题，实质上它是一个国民经

济的整体实力与素质的综合反映，是关系到经济发展、社会稳定、国际政治与贸易以及人民生活水平的大事。要实现我国21世纪中叶达到中等发达水平的奋斗目标，也必须解决环境问题，根本改变我国环境严重污染的状况。转变传统发展模式，推行持续发展战略与清洁生产，实现经济与环境协调发展的历史任务已经摆在我们面前。

化学工业是我国国民经济的重要基础工业，其生产的化工产品已达45 000多种，对我国工农业生产的发展和国防现代化具有重要作用。由于化工产品种类繁多，而且中小型化工企业占绝大多数，加之长期以来采用高消耗、低效益、粗放型的生产模式，使我国化学工业在不断发展的同时，也对环境造成了严重污染；化工排放的废水、废气、废渣分别占全国工业排放总量的20%～23%、5%～7%和8%～10%。从行业来讲，氮肥行业是化工系统的用水和排放污染物大户，其废水排放量占化学工业排放量的60%；小氮肥废水排放量又占氮肥行业废水排放量的70%，每年全行业流失到环境的氨氮达100万t以上。染料行业工艺落后，收率低，每年排放工艺废水1.57亿t、废气257亿m3、废渣28万t；染料废水COD浓度高，色度深，难生物降解，缺少有效的治理技术。农药生产目前主要以有机磷农药为主要品种，全行业每年排放废水上亿吨；这类废水含有机磷和难生物降解物质，目前还没有较为成熟的处理方法。染料与农药生产对环境的污染非常严重，已成为制约这两个行业生产发展的重要因素。铬盐行业每年约排13万至14万t铬渣，全国历年堆存的铬渣已达200万t，流失到环境中的六价铬每年也达1 000 t以上，对地下水水质造成很大的威胁。磷肥行业主要的污染物是氟和磷石膏，每年排人大气中的氟1万至2万t、磷石膏约100万t，不仅占用了大量土地，也污染了地下水。有机化工行业排放的废水、废气的量虽然较小，但含有毒、有害物质浓度高，成分复杂，使工厂职工和周围居民深受其害。

10多年来，原化学工业部在污染防治方面做了大量工作，取得了一定的成绩，“七五”期间投资32.5亿元；“八五”期间增加到52.7亿元，安排环保项目1691项。尽管如此，还远远不能解决化工生产的污染问题。

化学工业是我国工业污染大户，化工生产造成的严重环境污染，已成为制约化学工业持续发展的关键因素之一。我国化学工业距中等发达的水平仍有很大距离。由氯乙烯、乙苯等八种产品国外同类装置的排污系数比较（见表1-1），可以看出国装置排污系数比国外同类装置排污系数高出几倍乃至数千倍，因此清洁生产的推广对环境保护和经济的发展起着重要的作用。

表1-1 八种产品国与国外同类装置排污系数比较

清洁生产与过去的环境政策不同，过去的环境政策强调末端治理，即当污染产生后在排污口和烟囱口通过处理和处置进行污染控制，这种方法具有严重的经济与环境上的弊端。

第一，污染控制方法通常以单一环境介质（如空气、水和陆地）为目标对污染物进行控制，这种方法鼓励污染向未控制的介质中转移，例如，在解决空气污染和水污染过程中可能产生粉尘和污泥的陆地污染问题。

第二，污染控制方法通常只集中在控制大型污染源，但是未受控制的小污染源可能超过受控制的大污染源。

第三，这种方法按照固定要求（排放标准）接近污染物的排放标准，未能鼓励排污者将污染减少到最小量排放。

第四，污染控制方法鼓励企业花费巨额环境投资用于污染控制技术，而不是用于改进生产方式，改变原料，加强设备维护等花费低、效益高的污染预防技术。

这样，我们面临着一个相互矛盾的环境问题，一方面，我们花费大量资金与资源处理污染，而处理的结果又有新废物产生，又需要资源来处理它；另一方面，我们的环境质量只得到局部改善，而更严重的全球性环境问题，如臭氧层破坏、温室效应等对人类与环境造成新的威胁。因而，只有实行污染预防的办法预防废物（污染物）的产生才能解决上述矛盾。

由表1-1可以看出，我国在清洁生产方面与发达相比有着较大的距离，尤其体现在原材料的消耗、“三废”的产生及清洁生产的管理等方面，因此在我国提倡和发展方面有较大的空间，将对我国社会主义建设和可持续发展有着重要的意义。二、清洁生产的发展清洁生产已被认为是工业界实现环境改善，同时保持竞争性和可盈利性的核心手段之一，正受到越来越多的和国际组织的重视。例如，1990年秋季美国国会通过了污染预防法案，法案中明确宣告美国环境政策是必须在污染的产生源预防和削减污染的产生；无法预防

的污染物应当以环境安全的方式再生利用；污染物的处置或向环境中排放只能作为最后的手段，并且应当以环境安全的方式进行。目前，美国已有26个州相继通过了要行污染预防或废物减量化的法规，13个州的立法要求工业设施呈报污染预防计划，并将废物减量计划作为发放废物处理、处置、运输许可证的必要条件。污染预防已经形成一套完整的法规、政策、计算和实施体系。

在欧洲，欧洲联盟委员会从19 91年起开始实施第五环境行动纲领和走向可持续性文件并发布了综合污染预防指令。荷兰、丹麦、英国和比利时还开展了清洁工艺和清洁产品的示项目，例如，荷兰在技术评价组织的倡导和组织下，主持开展了荷兰工业公司预防工业排放物和废物产生示项目，并取得了较大成功；示项目证实了把预防污染付诸实践不仅大大减少污染物的排放，而且会给公司带来很大经济效益。丹麦政府和环保局颁布了环境法，对促进清洁生产提出具体规定，并制定了环境和发展行动计划，自1986年以来，已开展了250多个清洁工艺项目；丹麦政府还拨出专款用于支持工业企业进行清洁生产示工程。

现在联合国环境署、开发组织和世界银行等国际组织都在大力倡导清洁生产，把这看成是防治工业污染、保护环境的根本出路。

1989年5月，联合国环境署理事会会议决定在世界围推进清洁生产。1992年6月在巴西举行的联合国环境与发展大会已将清洁生产纳入了大会主要文件《21世纪议程》。1994年10月在华沙召开了第三次清洁生产高级研讨会，联合国环境署工业与环境规划活动中心还制定了清洁生产计划，主要包括五项容：①建立国际清洁生产信息交换中心（ICPIC）；②出版“清洁生产简讯”等有关刊物；③成立若干工业行业工作组致力于废物减量的清洁生产审计，编写清洁生产技术指南；④进行教育和培训；⑤开展清洁生产技术援助，帮助发展中和向市场经济转轨建立清洁生产中心等。

我国从20世纪80年代就开始研究推广清洁生产工艺，如硫酸工业的水洗流程改为酸洗流程，一转一吸改为两转两吸，减少了酸性废水及SO2废气的排放；又如氯乙烯生产中由乙炔法改为乙烯氧氯化法避免了废汞催化剂的污染等。陆续研究开发了许多清洁生产技术，为清洁生产的实施打下了基础。

我国对清洁生产的管理也日益重视，专门成立了中国清洁生产中心、化工部清洁生产中心及部分省市的清洁生产指导中心，逐步建立和健全了企业清洁生产审计制度，在联合国环境规划署的帮助下进行了数十家企业的清洁生产审计，并取得良好效果。建设（改扩）项目的环境影响评价工作，以此为立项审批的重要依据。随着科学技术和国民经济的发展，我国的清洁生产水平将会不断地提高。

三、清洁生产与可持续发展

可持续发展（sustainable development）理论的形成经过了相当长的历史过程。20世纪50到60年代，人们在经济飞速增长、工业化、城市化等所造成的人口、资源的压力下，对“增长＝发展”的模式产生了怀疑。1987年，联合国世界环境与发展委员会发表了《我们共同的未来》的报告，提出了“可持续发展”的概念。在1992年的联合国环境与发展大会上，“可持续发展”的理念得到与会者的认同，此后，“可持续发展”的思想随着这一词语迅速传遍各国，渗透到经济、社会生活的诸多领域。

环境规划署把可持续发展定义为“满足当前需要而又不削弱子后代满足其需要之能力的发展”。根据中国的具体国情，中国对可持续发展的认识和理解，主要强调以下几方面。

（1）可持续发展的核心是发展从历史的经验和教训出发，中国把发展经济放在了首位。无论是社会生产力的提高，综合国力的增强，还是资源的有效利用，环境和生态的保护，都依赖经济发展和物质基础。

（2）环境保护作为一项战略任务和基本国策可持续发展的重要标志是资源的永续利用和良好的生态环境。因此，中国把环境保护作为一项战略任务和基本国策。

（3）可持续发展是一种新的发展模式可持续发展要求既要考虑当前发展的需要，又要考虑未来发展的需要，不以牺牲后代人的利益为代价。中国现阶段实施可持续发展战略的实质，是要开创一种新的发展模式，实现经济体制由计划经济向社会主义市场经济体制转变和经济增长方式由粗放型向集约型转变，使国民经济和社会发展逐步走上良性循环的道路。

（4）可持续发展从整体上转变人们的观念和行为规实施可持续发展战略必须转变思想观念和行为规。要正确认识和对待人与自然的关系，用可持续发展的新思想、新观点、新知识，改变人们传统的不可持续发展的生产方式、消费方式、思维方式，从整体上转变人们的观念和行为规。

清洁生产是人类总结工业发展历史经验教训的产物，20多年来全球的研究和实践，充分证明了清洁生产是有效利用资源、减少工业污染、保护环境的根本措施。它作为预防性的环境管理策略，已被世界各国公认为实现可持续发展的技术手段和工具，是可持续发展的一项基本途径，是可持续发展战略引导下的一场新的工业革命，是21世纪工业生产发展的主要方向，是现代工业发展的基本模式和现代工业文明的重要标志。联合国环境规划署将清洁生产从四个层次上形象地概括为技术改造的推动者、改善企业管理的催化剂、工业运行模式的革新者、连接工业化和可持续发展的桥梁。

《中国21世纪议程》明确指出，推行清洁生产是中国实施可持续发展战略优先考虑的

重点领域之一。中国政府已认识到这种预防性战略必须贯穿于重大经济和技术政策、社会发展规划以及重大经济开发计划的制定过程中。通过实施清洁生产，可以把工业污染尽可能消灭在生产过程中，使工业生产废物最小化，变被动治理污染为积极预防污染。同时，开展清洁生产工作有助于企业节能降耗，减少生产成本，提高经济效益。中国工业的特点决定了中国必须大力推行清洁生产，摒弃高消耗、高投入的粗放型发展模式，走技术进步、高效益、节约资源的集约化发展模式。

四、国外清洁生产现状及发展趋势

在发达，清洁生产已经普遍成为企业的自觉行为和自身需求。一方面企业的社会责任和社会形象在现代国际商业领域与企业竞争力息息相关，促使企业按照一定的标准或规进行部管理。因此，近年来发达过ISO14001认证的机构数量急剧增加，说明越来越多的企业不仅注重产品质量，而且开始注重生产过程、产品和服务环境效应；另一方面，清洁生产能够为企业带来实际的利益，例如，法国环境部早期对100多项无废工艺的技术经济情况进行的调查发现，有68%的无废工艺设备的运行费低于原工艺设备的运行费。荷兰的经验则表明，推行清洁生产技术可以削减30%～60%的废物，95%的煤灰料被回收，推行这些技术的企业认为很值得。澳大利亚一家最大的生产纱线的企业，原工艺每生产1 kg纱线需要使用250 L 的水和3 kg化学药剂，必须支付高额的排污费，该企业自1992年以来进行了清洁生产技术的调查，通过新技术的应用，投资15万美元对原工艺进行了50项改良，其后3年所获得的总回报达到110万美元；澳大利亚一家铸造企业每年使用的铸造用砂有3 500 t成为固体废弃物，该企业投资32.5万美元引进清洁生产技术进行铸造用砂的再加工和回用，每年减少购买新砂的费用7.5万美元以及排放废砂的费用4.8万美元。加拿大林业和纸浆造纸行业是GNP（Green National Product）的主要贡献者，也是最大的劳动力雇佣部门，1970年起通过立法、技术革新等方法推行清洁生产。自1970年第一个制浆造纸法规实施以来，该行业的生产能力提高了约20%，污染负荷却减少了。约90%。

值得注意的是，发达一方面重视法规建设，关注企业的社会责任感，不断完善游戏规则；另一方面十分重视清洁生产技术的开发和应用。几乎所有成功的案例都需要应用清洁生产新技术。

发达的另一个发展趋势是，不仅将清洁生产的理念作为企业部的行为，而且将其扩展到全社会。其表现形式主要在两个方面：一方面是循环经济（3R：Reuse、Reduce、Recycle）的理念正在通过政府的立法行为而逐渐成为全社会的行为准则；另一方面是通过建立新的国际贸易秩序，设立国际贸易的绿色壁垒，强制性地推广清洁生产的理念，一可以提高本国产