1、 本科毕业论文 文献综述 环境科学 清洁生产及其在电镀行业的应用 摘要 ： 本文阐述了国内外对“清洁生产”涵义的认识，总结了国内外清洁生产发展历程和实施情况以及国外清洁生产的成功经验对我国的启示。同时分析了我国电镀行业的污染状况及其实施清洁生产的潜力和可行性，为我国电镀行业领域推行清洁生产、实现节能减排走新型工业化道路提供参考。 关键词： 电镀工业；清洁生产；可行性分析 1 前言 1.1 清洁生产的涵义及内容 清洁生产的起源来自于 1960 的美国化学行业的污染预防审计 ， 而 “ 清洁生产 ” 概念 最早是由联合国环境规划署 (UNEP)于 1989 年正式提出的。 1996年，联合国环境规
2、划署 综合各种说法， 完善了清洁生产的定义已被国际社会所公认。其 定义 为 ： 清洁生产是关于产品的生产过程的一种新的、创造性的思维方式。 该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以 增加生态效率 和减少人类及环境的风险 1,2。 即 对生产过程而言，清洁生产要求节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，减降所有废弃物的数量和毒性 ;对产品而言，它要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的有害影响；对服务而言，它要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中 3。 我 国 中华人民共和国清洁生产促进法 对清洁生产的定义是：指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料，采用先进的工艺技术与
3、设备，改善管理，综合利用等措施，从头消减污染提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和境的危害4。 虽然清洁生产至今尚未形成一个统一的概念 ，但其实质贯穿了预防为主的思想。无论是那种定义，清洁生产涵义都是一致的，即为实现节省能源、降低原材料消耗、减少污染物产生量和排放量的目标，利用改进工艺技术、强化企业管理，最大限度地提高资源、能源 的利用水平，并通过清洁生产审计或污染预防评价发现排污部位、排污原因，筛选出消除或减少污染物的措施达到保护人类和环境，提高企业的经济效益的终极目的 3。 清洁生产的主要内容包括 ： （ 1） 选择无毒、低毒
4、、少污染的替代原材料，通过原材料的循环套用和回收利用，利用二次资源作原料。 （ 2） 常规能源的清洁利用 ，可再生能源的利用，新能源的开发利用，节能技术。 （ 3） 生产过程选择无污染 、少污染的替代产品和生产工艺，生产中产出无毒，无害的中间产品，减少副产品，强化工艺、设备、原材料储运管理和生产组织管理，减少物料流失和跑、 冒、滴、漏事故。 （ 4） 对废物进行综合利用 ，对少量的、必须排放的污染物进行低费用、高能效的处置。 （ 5） 产品在使用中 、使用后不会危害人体健康和生态环境，产品包装合理，易于回收、复用、再生、处置和降解，使用功能和使用寿命合理 2,5。 由此可见， 清洁生产是对工艺
5、和产品不断运用一体化的预防性环境战略以减少其对人体和环境的危害 ，它从资源节约和环境保护两个方面对工业产品生产从设计开始，到产品使用后直至最终处置，给予了全过程的考虑和要求。清洁生产不仅是一个防治污染的战略，而且也是一个促进社会经济发展的战略，是减轻危 害特别是长期危害的更为经济、更为有效的途径，更符合保护环境的要求，对中国和国际社会都具有重要的意义。 2 清洁生产的实施情况 2.1 国外清洁生产发展 清洁生产是在较长的工业污染防治过程中逐步形成的，也可以说是世界各国20 多年来工业污染防治过程基本经验的结晶 。纵观世界范围内清洁生产的实施与推广，可以大致划分为三个阶段： 第一阶段是 20 世
6、纪 70 年代中期，美国 3M 公司开展“ 3P”计划 (Pollution，Prevention， Pays)，被认为是清洁生产的第一个里程碑。 它不仅使人们认识到改进工艺过程及产品的重要性 ，在增强企业竞争力的同时也应尽量减少对环境的影响。此后，西方工业国家开始探索在生产工艺过程中减少污染的产生，并逐步形成了废物最小量化、源头削减、无废和少废工艺、污染预防等新的污染防治战略 1,6。 第二阶段是 20 世纪 80 年代末期清洁生产进入快速发展时期。在联合国环境规划署 (UN-EP)的倡导和推动下涌现了一批清洁生产的成功案例 ，清洁生产的潜力逐渐被企业和各国政府所认同。 1980 年代初，国
7、际清洁工艺协会正式成立，鼓励使用清洁工艺。 1989 年联合国环境规划署首次提出清洁生产的概念并制定了推行清洁生产的行动计划 ，美国、丹麦、荷兰、英国、加拿大、澳大利亚等国都兴起了清洁生产浪潮，并获得了很大的成功。 1990 年在第一次国际清洁生产高级研讨会上，正式提出清洁生产的定义。 1992 年联合国环境与发展大会通过了里约宣言和 21 世纪议程，大会呼吁各国调整生产和消费结构，广泛应用环境无害化技术和清洁生产方式，清洁生产正式写入 21 世纪议程。1998 年在韩国汉城召开的第五届国际清洁生产高级研讨会上国际清洁生产宣言正式颁布。 第三阶段是 20 世纪 90 年代后期， 大量的清洁生产
8、实践经验和成功案例使企业认识到清洁生产能否实现双赢 的决定因素有以下几个方面 ，原材料及能源的价格、及污染物的处置费用、管理成本、经济的刺激强度、政府环境法规的严厉程度等。这期间，一部分企业接受了清洁生产理念，投入资金支持清洁生产的实施并不断发展壮大；但另一部分企业缺乏清洁生产的意识和动力，表现为停滞不前甚至出现某种程度倒退现象 1,6,7。 目前，清洁生产在世界范围内进入了稳定推行阶段，得到了世界各国的重视，各国根据自身特点制定了符合各国特色的清洁生产方案 ，在保持经济增长的同时改善了各国的环境污染，资源短缺的局面。 2.2 国内清洁生产发展 20 世纪 70 年 代初为前期准备阶段 ，提出
9、了“预防为主，防治结合”、“综合利用，化害为利”的环境保护方针。全国多次举行少废无废工艺研讨会，一些企业如吉林化学公司就开展了被称为“无废工艺”、“少废工艺”、“生产全过程污染控制”等的一系列工艺改革，由此产生了不少成功的案例，积累了宝贵的经验。 20 世纪 80 年代为清洁生产形成阶段，我国政府开始关注资源节约和污染预防问题， 推行少废和无废的清洁生产过程 。 1983 年，国务院颁布关于结合技术改造防治工业污染的几项规定 (国发 198320 号 )，该规定体现了清洁生产的思想， 在工业污染防治 中取得了决定性进展 。 1989 年联合国环境规划署制定了清洁生产计划，在全球范围内推行清洁生
10、产。 进入 90 年代后，为了积极响应联合国环境与发展大会在 21 世纪议程倡导的清洁生产号召，我国在工业上进行技术改造，调整不合理的布局和结构，对污染严重的企业推行“关、停、禁、改、转”的工作方针，中国清洁生产真正启动。 1992 年将推行清洁生产列入环境与发展十大对策中， 由此拉开了中国实施清洁生产的序幕 。并且中国国家环保局于 5 月在中国举办的第一次国际清洁生产研讨会，会上首次提出“中国清洁生产行动计划 (草案 )”。 1993 年， 中国的清洁生产进入了试点示范阶段 ， 国家环保局与国家经贸委在上海联合召开的第二次全国工业污染防治工作会议上 ，进一步明确提出工业污染防治必须向生产全过
11、程转变、实施清洁生产的基本要求。并且，中国在世界银行技术援助下，国家环保总局组织了我国首次系统实施清洁生产的 B-4示范项目：“促进中国的清洁生产”，该项目在中国清洁生产发展中起到了重要作用。随后，世界银行，亚洲银行，国际组织及有关国家政府都在清洁生产方面与中国进行了广泛的合作。 1994 年 3 月，国务院常务会议通过了中国 21 世纪议程并将清洁生产明确写入中 国 21 世纪议程。接着， 国家环保总局又将清洁生产纳入世界银行推进中国环境技术援助项目 ，在北京、浙江绍兴、湖南长沙等地，建起了首批 29 个清洁生产示范项目。截止 1997 年底，全国已有 219家企业实施了清洁生产审核。 19
12、99 年进人到大规模推广阶段 ，国家经贸委发布关于实施清洁生产示范试点计划的通知，决定在北京、太原、重庆等 10 个城市以及石化、化工、冶金、轻工、船舶等 5 个行业实施清洁生产试点，自此，清洁生产的试点由企业层次转向区域和行业层次，政府的工作重点也由政策研究转向政策制定。 2002 年， 6月 29 日，我国第 一部中华人民共和国清洁生产促进法颁布，成为我推行清洁生产进程中的一座里程碑。 2003 年 1 月 1 日，中华人民共和国清洁生产促进法开始实施， 我国进入依法全面推行清洁生产的新阶段 。 2004 年国家环保总局和国家发改委制定清洁生产审核暂行办法后，自 2004 年 10 月 1
13、 日起施行， 该法对规范清洁生产审核行为提出了明确的要求 。 2005 年又印发了重点企业清洁生产审核程序的规定，这标志着强制性清洁生产审核的强制性，带动了清洁生产各项工作的全面推进。 2007 年 6 月 3 日，国务院下发的节能减排综合性工作方案明确提出 要加大实施清洁生产审核力度，并将强制性清洁生产审核的范围扩大到“ 没有完成节能减排任务的企业 ”。 2009 年 1 月 1 日起，全国人大常委会于 2008 年 8月 29 日通过的中华人民共和国循环经济促进法正式施行 2,8,9。 2.3 国外清洁生产对我国的启示 面对环境污染日趋严重 、资源日趋短缺的局面，清洁生产得到了世界各国的重
14、视， 各国根据自身特点开展清洁生产的方法 ，在美国、荷兰、丹麦、法国、加拿大等国清洁生产但都取得了良好的发展。根据我国实际情况，结合国外实施清洁生产的经验，我们应从以下几个方面完善和借鉴： （ 1）完善 清洁生产相关法律制度 ，制定优惠政策。各发达国家和发展中国家实行清洁生产的实践的表明，国家应建立关于清洁生产的专门法律为清洁生产的实施提供有力的法律保障。通过制订优惠政策和提供经费支持调动企业清洁生产的积极性。 （ 2）积极拓展国际合作的渠道 ，建立示范企业。欧美发达国家在实施清洁生产方面具有丰富的经验，因此要加强国际交流，结合国外成功的经验和做法，选择有代表性的行业及企业领先实行清洁生产，示
15、范企业带动中小型企业，从而促进清洁生产在我国的全面实施。 （ 3）建立国家级清洁生产合格评定制度 。凭借该制度的权威性， 通过合格评定的组织可以提高企业的环境形象，增加企业的经济效益和环境效益，吸引企业积极开展清洁生产；同时环保部门在该制度的建立和实施中发挥主导作用，引导企业开展清洁生产。 （ 4）坚持宣传和培训 。对企业领导人、不同层次的管理人员及员工进行教育和培训，培养清洁生产意识及其原理，使其认识到清洁生产对于节约生产成本、保护环境的重要性。同时对不同岗位的管理人员进行清洁生产技能培训，为进一步有效推动清洁生产工作打好基础 10,11。 3 电镀行业清洁生产 3.1 电镀行业的污染状况
16、电镀是金属表面处理的重要基础，是跨行业、跨 部门的重要加工行业，而且某些特殊的功能性镀层能满足电子等工业和某些尖端技术的需要，因此广泛应用于机械、电子、仪器、仪表、轻工、航空航天、军工等诸多领域，是一个不可缺少的工艺。电镀工艺一般由三部分组成： (1)前处理：包括除油、清洗、酸浸、清洗、电解除油、清洗、中和等，主要是除去金属表面的污秽和活化金属表面；(2)电镀：利用电化过程将一层较薄的金属沉淀于导电的工件表面上； (3)后处理：包括清洗及烘干工作等工序 12。 我国电镀生产遍布国内经济各个部门，据有关数据统计，我国约有电镀厂点15000个职工总人数约 50万人，较正规的生产线已超过 5000条
17、，年产量约 3.5-4.0亿平方米，年产值 120-130 亿元左右。但是，我国电镀行业每年排放约 4 亿吨含重金属的废水， 5 万吨固体废物， 3000 万立方米酸性废气 13,14。 电镀生产过程中产生的废物主要来源于废水、 废气和固体废物三个方面。 电镀废水包括：镀件清洗用水、 冷却水、 蒸发冷凝液、 排气洗涤水；镀液过滤用水，被杂质污染的或失效废弃或更新的电镀液和化学镀液；废工艺溶液被杂质污染或失效废弃的弱腐蚀液、去油液、酸洗液；退镀液退镀挂具或工件镀层的溶液 （ 含硝酸、 硫酸、盐酸、 氢氟酸 ） ；电镀车间由于操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”等；废水处理过程中自用水的排放以及
18、化验等的排水。在电镀生产中主要的废水是来自清洗操作中的排放水， 一般清洗废水中都含有工件带入的工艺溶液。 废气包括：镀前的机械预备处理，如喷砂、粗磨和抛光，会有石英砂、磨料扬尘；镀件的酸洗以及电镀车间镀槽的铬酸雾，溶液除油的有机挥发物、碱性去油的碱雾，以及氮氧化物废气、氯化氢废气、氰化物废气等。 固体废物包括：在电渡、退渡工序以及废水处理后的污泥含有各种重金属；废活性炭，过滤的废渣、 滤 布、 滤芯、 盛料空桶、 抽风道的格栅和磨抛光尘渣；溶剂废渣，除油已失效的废溶剂及沉渣 7,15,16。 3.2 电镀行业推行清洁生产的潜力和可行性分析 我国电镀行业的现状表明，要保持行业经济的持续增长，就必
19、须摈弃过去那种高消耗、高投入的粗放型的增长模式，转而实行利用先进技术、提高经济效益、节约资源的集约化增长模式。越来越多的事实表明，环境问题的产生不仅仅在生产线的末端，而是产生于整个生产过程。有关专家估计，社会需要的最终产品仅占原材料用量的 20%-30%， 70%-80%的资源最终成为进入环境的废物，造成 环境污染和生态破坏 5。如果我们从生产的源头进行全程控制，将污染消减与过程中，再配合末端治理技术，那么环境面临的污染危害将大大减轻。 众所周知，电镀行业是一个污染严重的行业，不仅要消耗大量的重金属和清洗用水，同时又排出大量的有害废水。 2003 年 2 月 13 日，欧盟关于在电子电器设备中
20、限制使用某些有害物质的指令公布，简称 RoHS， 2004 年 8 月 13 日转换为欧盟成员国法律， 2006 年 7 月 1 日生效。该指令限制使用的 6 种有害物质是：铅、汞、镉、六价铬、聚溴联苯和聚溴二苯醚 17。因此，清洁生产是电镀行业减少资源浪费和环境污染的必由之路，这对中国电镀不仅是一次巨大的挑战，更让我们看到了电镀行业实施清洁生产的潜力。电镀行业清洁生产存在的潜力主要有以下三个方面。 （ 1）被镀金属原料的利用率低，资源浪费严重。镀装饰铬应用很广，但镀装饰铬的原料利用率很低。据不完全统计，我国铬酐利用率平均在 10%左右，国外镀装饰铬的铬酐利用率平均水平为 24%；镀锌的锌板和
21、氧化锌的利用率也只有80 ，国外的平均水平为 90%。原料利用率低，反映资源浪费严重，也说明通过清洁生产，降低原料消耗的潜力很大。 （ 2）物料流失多，污染严重 ，污染物的处理费用高。未被利用的电镀原材料只能作为废物排放，这些有毒有害的重金属和含氰的化合物不仅污染环境，而且处理处置费用高。目前我国每年工业废水排放量约 4 亿吨，而含重金属的电镀废水占全国工业废水排放量 (按 1996 年排放量计 )的 1.94%。如果电镀工业推行清洁生产减少废水排放量 50%以上，全国一年可减少电镀废水排放量 2 亿吨，以最低处理成本 1 元 /吨计，一年就可节省处理费 2 亿元。 （ 3）电镀单位面积的物耗
22、、能耗、用水量高。据报导，以用水量为例，国外电镀 lm2 的镀件用水量为 0.08t，而国内平均用量为 0.82t/m2，超过国外的 10倍以上。可见，我国电镀工业单位面积的物耗、能耗和用水量都很高，与国外先进水平相差甚远。因此，在电镀行业推行清洁生产，使企业做到节能、节水、降耗、减污、增效的潜力很大 18-20。 综上所述，我国电镀行业开展清洁生产合理利用资源，提高生产技术，降低成本，减少环境污染，其潜力是巨大，可行的。电镀行业是否选择开展清洁生产，关系着整个行业的发展，在当今提倡节能减排的大背景下，作为重污染行业的电镀行业若不积极开展清洁生产，势必会被社会所淘汰。因此，只有积极的开展清洁生
23、产，电镀行业才能在激烈的市 场竞争中生存下去。 4 总结 本文论述了清洁生产的涵义和内容、在国内外的实施情况，以及国外实施清洁生产的成功经验给我国带来的启示；同时分析了电镀行业实行清洁生产的巨大潜力和可行性。回首 20 世纪，人类社会以环境为代价获得了巨大的物质财富，环境保护意识极其薄弱。为了实现可持续发展，各国纷纷寻求新的经济发展模式。自 1989 年联合国环境规划署首次提出“清洁生产”这一概念以来，各发达国家及发展中国家积极响应，清洁生产成为防止工业污染、实现可持续发展的根本途径。电镀行业是工业中的重污染行业，生产过程中原料的利用率低，资 源浪费严重污染严重，污染物的处理费用高，物耗、能耗
24、、用水量高等问题，造成了严重的水污染、大气污染和固体废物污染。在提倡节能减排、实现可持续发展的 21世纪，最大限度地减少电镀行业对环境的危害已迫在眉睫，因此该行业实施清洁生产的潜力巨大。参考文献 1 王林秀 .清洁生产驱动因素及调控机制研究 D.北京 :中国矿业大学 ,2009:3-9. 2 朱静静 .清洁生产在电镀行业中的应用 D.杭州 :浙江大学 ,2008:1-19. 3 张亮 .宁波市电镀行业清洁生产示范研究 D.杭州 :浙江大学 ,2007:2-14. 4 邢文长 .中国电镀与清洁生产前沿技术 J.电镀与精饰 ,2006, (4):33-34. 5 申立庆 .浅谈推行清洁生产的必要性
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