清洁生产--现代制造业的主导方向

作者：湖北三峡学院 王静 宾鸿赞

欢迎访问e展厅 展厅 8 CAD硬件/先进制造技术展厅 图形工作站, 绘图仪/大幅面打印机, 3D控制器/3D鼠标, ... 摘要：制造业发展并非注定是环境污染的罪魁祸首，关键是人们对客观规律的认识和实行可持续发展的决心，清洁生产为制造业提供了新的推动力。通过实行清洁生产可把环境污染控制在生产过程之中，并使资源得到充分利用。 环境污染已成为全球性问题，而中国尤为突出。中国是一个发展中国家，许多企业工艺技术、设备比较陈旧，一般都以能源和原材料高投入、低产出、高污染的形式实现经济高速增长，这种传统生产模式，已带来了一系列不能克服的弊端，环境污染和资源浪费日益加剧。目前虽然采用了末端治理污染，但这是一种补救性措施。越来越多的事实表明，环境污染问题的产生，不仅仅是生产终端的问题，在整个生产过程及其各个环节中都有可能产生，因此只对生产终端进行污染控制是远不能解决中国现存的环境问题的，只有发展清洁技术、清洁生产和生产绿色产品，推行生产全过程控制，才会建立节能、降耗的资源节约型经济，实现以尽可能小的环境代价和最少的能耗，获取最大的经济发展效益。 1 清洁生产的涵义 早在1989年联合国环境规划署就首次提出清洁生产CP(Cleaner Production)的概念。1994年3月《中国21世纪议程》——中国21世纪人口、环境与发展白皮书也对清洁生产作出了如下明确定义：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，同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为产品生产的主导方向。 具体来讲，清洁生产可概括为：清洁的原料、清洁的生产过程和清洁的产品。它不是从生产末端着手解决污染问题，而是从生产始端就开始注重防止污染，以节能、降耗、减污为目的，以先进的生产工艺、设备和严格的科学管理为手段，以有效的物料循环为核心，使产品的废物量最少，对环境的污染最小，达到减少从原料选取到产品用后最终报废处理、处置整个生产周期过程对人体和环境的不利影响。 2 清洁的机械制造过程 传统的机械制造过程是一开环系统，即原材料→制造过程→产品→产品使用→废品→弃入环境这一传统模式，而清洁的机械制造过程是一闭环系统，其中资源包括原材料、设备、能源、信息及辅助物料等等。 从图1可看出，机械生产过程是物质转移的过程，其输入端是资源，输出端则为产品和废弃物。造成工业污染的来源和资源枯竭的主要原因是产生大量的废弃物并弃之于环境之中。因此，在机械制造过程中实现清洁生产，必须从人—机—环保一体化的原则出发，设计绿色产品：选择绿色材料：对产品的生产过程进行科学管理，并使原材料在生产与消费过程中实现多次循环。 3 清洁生产的主要实施途径 清洁生产是一个包括生产全过程，涉及企业各部门的庞大的系统工程：既有技术问题，又有管理问题。 3.1 绿色产品结构设计 绿色产品设计很重要的一点是适应绿色要求的结构设计，以利于材料的回收、处理和复用。其中包括：①易于制造及装配的设计，应利于减少制造和装配过程所产生的环境污染，实现清洁生产：②易于拆卸的设计，目的在于产品寿命完结时，部件可翻新和重新使用或者安全地把这些零件处理掉：③可回收性设计，即设计时应考虑这种产品的未来回收及再利用问题。它包括：可回收材料及其标志，可回收工艺及方法，可回收经济性等，并与可拆卸设计是息息相关的。如一些发达国家已开始执行“汽车拆卸回收计划”，即在制造汽车零件时，就在零件上标出材料的代号，以便在回收废旧汽车时，进行分类和再生利用。 3.2 革新产品体系 污染不但发生在产品的生产过程中，有时还发生在产品的使用过程中，有些产品使用后废弃、分散在环境中，也会造成始料未及的危害。如作为制冷设备中的冷冻剂——氯氟烃，生产工艺简单，性能优良，成为广泛应用的产品。但自从1985年发现是破坏臭氧层的主要元凶后，现已被限期使用，由氨或其他对环境安全的物质代替氯氟烃。由此可见，污染的预防不但体现在生产全过程的控制之中，而且还要落实到产品的使用和最终报废处理过程中。对于污染严重的产品要进行更新换代，研究与环境相容的新产品替代。 3.3 改革工艺和设备 工艺是从原材料到产品实现物质转化的基本软件。一个理想的工艺是：工艺流程简单，原材料消耗少，无废弃物排出，安全可靠，操作简便，易于自动化，能耗低，所用设备简单等。随着现代科学技术的进步，一批批新工艺技术被突破，如精密锻造、精密铸造、冷轧、冷挤压、粉末冶金、生长型制造等，这些新技术为工艺的完善提供了坚实的基础：而工艺的优化可利用计算机技术实现，如成组技术(GT)、计算机辅助工艺过程设计(CAPP)、精良生产(LP)、智能制造(IM)、柔性制造(FM)等。 设备的选用是由工艺决定的，它是实现物料转化的基本硬件，设备的改革和完善可运用微电子技术和计算机技术实现优化控制或智能控制，使设备的运行保持在最佳状态，从而保证了工艺过程的最优工况。 改革工艺和设备应该有针对性，首先应分析产品的生产全过程，将那些消耗高、浪费大、污染严重的陈旧设备和工艺技术替换下来，通过改革工艺和设备，使生产过程实现少废化或无废化。 3.4 生产过程的科学管理 据资料表明，目前的制造业污染约有30%以上是由于生产过程中管理不善造成的，只要科学管理，不需花费很大的成本，便可获得明显减少废弃物的效果。主要管理方法有：①调查研究和废弃物审计，摸清从原材料到产品的生产全过程的物料、能量和废弃物产生的情况，通过调查，发现薄弱环节，并加以改进：②坚持设备的维护保养制度，使设备始终保持最佳工况：③严格监督。对于生产过程中各种消耗指标和排污指标进行严格的监督，及时发现问题，堵塞漏洞，并把群众的切身利益与企业推行清洁生产的实际成果结合起来。 3.5 物料再循环和综合利用 综合利用资源是清洁生产的主要内容之一。为有效利用废弃物，可采用以下措施：①在生产过程中充分考虑废弃物的循环利用：②利用废弃物作为原材料生产其它产品：③对报废产品进行回收再利用，最大限度地利用资源和能源，并使废弃物资源化，这既是净化环境的一条重要措施，也是企业开源节流、提高经济效益的有效途径。如某一制造厂铸造车间的废弃物——废火碱与废型砂，以前是拉往厂外丢弃掉，不仅破坏土壤、危害生物，而且造成原料的浪费。后来，利用废火碱和废型砂生产水玻璃，4年来共计回收火碱500余吨，相当于纯碱400吨，为国家创利12万元。 3.6 必要的末端处理 在目前的技术水平和经济发展水平条件下，实行完全彻底的无废生产是很困难的，废弃物的产生和排放有时还难以避免，因此需要对它们进行必要的处理和处置，使其对环境的危害降至最低。为实现有效的末端处理，必须开发一些技术先进、处理效果好、投资少、见效快、可回收有用物质、有利于组织物料再循环的实用环保技术。 4 结束语 在制造业快速发展的今天，清洁生产这种创造性的环保概念，不仅有利于保护环境，降低废弃物的产生量和排放量，提高企业的资源、能源的利用率：也有利于提高企业的技术水平和管理水平，提高企业的经济和竞争能力。所以，推行清洁生产是制造业可持续发展的必然选择。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/2/2007)