基于物质平衡的清洁生产测度分析

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：Fijal将物质流分析方法用于循环生产过程，利用输入-输出平衡分析计算各个单元的清洁生产指标，包含材料、能源、废弃物、产品、包装五个指标，更加直观和准确地评估了生产过程的清洁性。Daylan等采用物质平衡分析方法和现场数据收集法，对闭环型生产过程进行清洁性优势分析。

目前清洁水平的评价／测度方法有很多（Telukdarie et al．，2006；Fijal，2007），主要是定性和定量相结合的方法。清洁生产评价与测度的区别主要在于，前者侧重于环境影响评价，而后者侧重于过程评价。清洁生产实施的战略目标在于通过过程优化来实现物质和能源流的最佳状态，其可持续理论主要体现于废物与资源转化理论，即物质平衡理论（熊文强等，2002）。因此，清洁水平测度实质上是根据产品生产过程的资源转化效率及废物流动特征，从系统及其投入、产出关系的角度出发，从而确定企业生产过程中“不清洁”部位的优先顺序（沈鹏等，2008）。

国内外清洁生产水平的评价主要是依据全生命周期分析的原则（何劲，2006），考虑产品的全生命周期生产过程与外界进行的所有物质、能量的输入与输出，从而准确评价生产过程的清洁绩效（Poger et al．，2009）。我国常用的清洁生产审计是通过构建生产流程图，利用物料平衡原理分析物质输入-输出和物料流失点，对废物／能源进行评估，来识别废弃物的产生源，最后提出减少或消除废弃物的方案。这种根据产品生命周期分析和生产过程的物质／能源平衡对清洁生产进行衡量的主要方法是物质流分析，已经在国内外广泛应用于环境评估和清洁生产分析中，包括清洁性测度。如彭海昀（1999）对单元生产过程进行剖析，采用平衡方程式和流程图，评价包括废物在内的物流状况和特征，从而找出清洁生产机会，并进行闭路循环或回收利用技术和措施的可行性分析，提出资源综合利用措施以及生产过程中废物减量化的有效方案。Eriksson等（2002）结合物质流分析（MFA）和全生命周期评价（LCA）方法对废弃物管理过程的资源流、环境影响以及成本进行系统分析。刘英（2004）认为清洁工艺过程是一个投入了多种物料资源的转化过程，从而实现系统输入和输出的绿色无害性。Narayanaswa my等（2003）将资源（包含物质和能源）流分析方法用于产品生产链全生命周期过程的环境问题分析，证明了该方法对于预测和提高清洁生产环境和经济效益的有效性。Gurbuz等（2004）使用物质和能源平衡（material and energy balance）原理对每个生产过程进行清洁生产评价，包括了原材料、产品、副产品和废弃物、水消耗、能源消耗、化学剂消耗等指标，最终确定废弃物排放产生的源头。Fijal（2007）将物质流分析方法用于循环生产过程，利用输入-输出平衡分析计算各个单元的清洁生产指标，包含材料、能源、废弃物、产品、包装五个指标，更加直观和准确地评估了生产过程的清洁性。利用物质流分析方法对比分析皂素生产过程中3R（reduce／reuse／recycle）方案的清洁绩效，通过计算皂素生产过程中每个环节的物质输入-输出平衡，确定包括资源节约、污染降低、淀粉回收效率和生产产量在内的4个清洁性指标值。Büyükbay等（2010）基于生产流程图和物质平衡的输入-输出评价方法（input-output evaluation method）对双边PCB生产过程进行清洁水平评价，其中包括原材料消耗、化学剂使用以及水消耗和废水量等指标。Pedro等（2010）基于物质和能源平衡原理，开发了一个用于清洁生产实施的过程控制方法，并应用于熟石灰厂生产过程的煅烧阶段，对生产过程中所需物质和能源的等式进行计算，完成生产过程清洁水平的评价。闫振峰等（2013）指出清洁生产的污染控制措施主要是针对工程分析中提出的各种可能的产污或对产污有影响的环节所对应的控制对策，其中具体措施是基于物质平衡原理，建立闭合生产圈，探讨综合利用再生资源和能源的可能性，分析采用少废、无废清洁生产技术，物料循环利用技术的可行性等。Daylan等（2013）采用物质平衡（material balance）分析方法和现场数据收集法，对闭环型生产过程进行清洁性优势分析。基于生产过程中输入-输出的平衡列表，量化原材料、水、化学剂的输入以及不同阶段的废弃物输出，从而确定清洁生产实施的可行性。

基于物质平衡的清洁生产测度分析

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