1、環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備2022/7/27環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.1 降低材料環境負擔性的技術6.2 清潔生產技術目標：提高資源能源效率，減少污染排放，實現可持續發展環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備材料產業可持續發展原料工藝資源、材料流、F-4、F-10LCA、指標、標準、數據庫評價產品污染控制、治理和修復，清潔生產，再利用，再循環生態設計，綠色材料、環境降解材料、環境協調材料、環境工程材料可持續發展的工藝范疇環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.1 降低材料環境負擔性的技術細節性的具體措施環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.1 降低材

2、料環境負擔性的技術避害技術污染控制技術再循環利用技術補救修復技術環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.1.1 避害技術通過改變生產方式、技術更新和工藝置換來減少有害物的產生，改善環境，減少污染。苯類甲苯類氯仿鉻及其化合物二氯甲烷二甲苯類甲基酮類鉛及其化合物四氯乙烷三氯乙烷鎳及其化合物汞及其化合物四氯化碳三氯乙烯氰及其化合物鎘及其化合物鹵代烴類：化學性質穩定（難降解）；脂溶性高（易被 有機體吸收）；水溶性低（難以排除，生物積累顯著）重金屬：極易與蛋白質分子結合，破壞蛋白質與其它金屬 離子平衡，使蛋白質如酶、DNA失去活性，造成生物體 中毒環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.1.1

3、避害技術無害或低害原料替代工藝優化內部處理有害物排放前轉化有毒有害物質零排放環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備1. 用無害材料替代有害材料氯堿行業用無（低）汞觸媒替代汞觸媒無氰電鍍鉛替代技術（蓄電池、印刷模子、無鉛涂料、油漆）環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備2. 用環境友好的生產工藝代替污染較重的生產工藝不產生有害物質（中間排放）的工藝將有害物質無害化并回收利用的工藝有污染的工藝環境友好工藝資源能源產品無害廢物環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備苯胺生產鐵粉還原硝基苯鐵泥廢渣廢水含大量硝基苯和氨基苯氫氣催化還原流態化技術大大減少了有害物排放環境材料學第6章材料的環境友好加工及

4、制備6.1.2 污染控制技術生產廢物處理資源能源產品無害廢物對向環境排放的污染物，在排放到環境以前進行處理的工藝過程和技術。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.1.2 污染控制技術分離處理，減少有害物排放無害化轉化處理有害物收集儲存處理環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備分離處理電磁快速加熱金屬-塑料復合體系環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備無害化轉化處理物理轉化處理（分離、沉淀、過濾、吸附、吸收）化學轉化處理（氧化、還原、催化、生物處理）環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備有害物收集儲存廢氣除塵廢水廢渣環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.1.3 再循環利用技術實

5、質：線性的開放系統末端封閉系統，即輸出廢物返回輸入端再循環：a. 工藝流程內部；b. 不同的生產部門；c. 廢棄產品的再利用將未排放入環境的廢料或已排放的廢棄物重新利用。包括：資源再生化；廢物回收再利用；能源回收再利用環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備材料廢棄資源能源無害廢物零部件產品環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備1 資源再生回收利用能否保持原有使用性能？循環生產 改性使用（如汽車保險杠回收再生）降級使用（汽車鋼材做建筑鋼材使用）固廢 建筑材料（尾礦、鋼渣、灰渣）前景好有機廢料 化學助劑（塑料用作還原劑等）回收處理成本與技術支持礦石資源消耗 “第二礦業”環境材料學第6章材料的環

6、境友好加工及制備2 能源回收利用：節能&減排可回收能源工業部門可用能源用途鋼鐵高爐焦爐煤氣發電、供暖高爐余壓余熱發電、供暖電力冷卻水余熱養魚、塑料大棚、供暖化學碳黑廠尾氣發電、供暖石油油田伴生氣發電、供暖垃圾、秸稈、etc.環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備典型的再循環工藝原理反應催化劑再生蒸餾處理催化劑循環利用原料回收利用廢熱副產品失效催化劑廢棄物產品廢氣排放環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備案例 秸稈利用燃料：飼料、肥料：還田基料：食用菌養殖原材料：造紙一、空氣氧化氣化法，氣化爐中不完全燃燒，CO為主的低熱值可燃氣二、干餾熱解法，熱解爐中進行隔絕空氣干餾，獲得以CH4、H2為主

7、的中熱值可燃氣，同時獲得人造木炭和木焦油等工業產品三、氣化發電法，氣化獲得可燃氣，再通過燃氣發電機發電。 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.1.4 補救修復技術資源能源產品補救修復無害廢棄物生產廣義上包括對由于過去污染物排放的積累造成的環境污染的補救和修復，和由于正在進行的生產過程對環境造成的污染的補救修復處理環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.1.4 補救修復技術核工業：廢物 縮減 固化 深埋 分離 轉化環境凈化材料環境修復材料環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.2 清潔生產技術系統性把污染物消除在它產生之前提高資源效率，減少環境污染的工業模式環保可持續發展概念整體

8、預防和組織管理的環境策略有效避免排放廢物帶來的環境風險和處理處置費用提高資源效率，降低產品成本環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備定義、意義、目標清潔生產的理論基礎清潔生產的主要內容清潔生產的實現途徑清潔生產實踐1994年的“中國21世紀議程”，將清潔生產列為“重點項目”之一 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.2.1 清潔生產定義、意義、目標 定義（1996年聯合國環境署） ：清潔生產是指將整體預防的環境戰略持續應用于生產過程、產品和服務中，以期增加生態效率并減少對人類和環境的風險。對生產，節約原材料，淘汰有毒原材料，減降所有廢物的數量和毒性。對于產品，旨在減少從原材料的提煉到產

9、品的最終處置的全生命周期的不利影響。對服務，將環境因素納入設計和所提供的服務中。見P244環境卡片環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備定義中國21世紀議程：清潔生產是指既可滿足人們的需要，又可合理使用自然資源和能源并保護環境的實用生產方法和措施。其實本質是一種物料和能耗最少的人類生產活動的規劃和管理，將廢物減量化、資源化和無害化，或消滅于生產過程之中。 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備清潔生產的意義 實踐證明，沿用以大量消耗資源和粗放經營為特征的傳統模式，經濟發展正愈來愈深地陷入資源短缺和環境污染的兩大困境：一是傳統的發展模式不僅造成了環境的極大破壞，而且浪費了大量的資源，加速了自

10、然資源的耗竭，使發展難以持久；二是以末端治理為主的工業污染控制政策忽視了全過程污染控制，不能從根本上消除污染。而清潔生產恰能較好地解決這兩方面的問題，具有以下顯著優點。 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備（一）節能、降耗、降低成本，增加競爭力一方面用節能、降耗、減污和降低生產成本，改善產品質量，提高企業的經濟效益，增強企業的市場競爭力。另一方面，可大大減少末端治理的污染負荷，節省大量環保投入（一次性投資和設施運行費），提高企業防治污染的積極性和自覺性。 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備（二）通過循環或重復利用，提高資源效率清潔生產可以最大限度地利用資源和能源，通過循環或重復利用，

11、使原材料最大限度地轉化為產品，把污染消滅在生產過程之中。通過改進設備或改變燃燒方式，進一步提高能源的利用率，既可減少污染物的產生量與排放量，又可節約資源與能源，用較少的投入獲得較大的收益，具有顯著的經濟效益。 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備（三）清潔生產可以避免和減少末端治理的不徹底而造成的二次污染。因為清潔生產采用了大量的源頭削減措施，既可減少含有毒成分原料的使用量，又可提高原材料的轉化率，減少物料流失和污染物的產生量及排放量，因此而減少二次污染的機會。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備 （四）清潔生產可最大限度地替代有毒的產品、有毒的原材料和能源，替代排污量大的工藝和設備，

12、改進操作技術和管理方式，從而改善工人的勞動條件和工作環境，提高工人的勞動積極性和工作效率。 （五）清潔生產可改善工業企業與環境管理部門間的關系，解決環境與經濟相割裂的矛盾。 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備清潔生產的目標 對于產品，清潔生產意味著減降產品從原材料使用到最終處置的全生命周期有不利影響的能源，取消使用有毒原材料，在生產過程排放廢物之前減降廢物的數量和毒性。因此，企業實施清潔生產，就是使用清潔的原、輔材料，通過清潔的工藝過程，生產出清潔的產品，清潔生產謀求達到兩個目標。 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備 （1）通過資源的綜合利用、短缺資源的代用、二次能源的利用，以及各

13、種節能、降耗、節水措施，合理利用自然資源，減緩資源的耗竭。 （2）減少廢料與污染物的生成和排放，促進工業產品的生成、消費過程與環境相容，降低整個工業活動對人類和環境的風險。 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.2.2 清潔生產的理論基礎廢物與資源轉化理論生產過程最優化理論社會化大生產理論環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備廢物與資源轉化理論（資源效率理論）在生產過程中，產生的廢物越多，則原料（資源）消耗越大，廢料是由原料轉化而來。清潔生產使廢物最小化，其實質在于資源得到了最有效利用。生產中的廢物具有多功能特性，一種生產過程中產生的廢物可作為另一種生產過程中的原料（資源），資源與廢物

14、是一個相對的概念。清潔生產最好地體現了資源利用最大化，廢物產生最小化，環境污染無害化。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備最優化理論 清潔生產實際上是求解滿足生產特定條件下使其物料消耗最少，而使產品產出率最高的問題。此問題的理論基礎是數學的最優化理論。很多情況下，廢物最小量化可表示為目標函數，而清潔生產則是求它在約束條件下的最優解。 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備社會化大生產理論 馬克思主義認為，用最少的勞動消耗，生產出最多的滿足社會需要的產品，是社會主義建設的最高準則。馬克思曾預言：機器的改良，使那些在原有形式上本來不能利用的物質獲得一種在新的生產中可以利用的形式，科學的進步，

15、特別是化學的進步，發現了那些廢物的有用性。當今社會化大生產和科學進步，為清潔生產提供了必要的條件。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.2.3 清潔生產的內容 清潔生產清潔能源清潔資源清潔工藝清潔設備清潔產品清潔服務清潔管理清潔審計經濟效益環境效益社會效益環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備（一）清潔的能源 1、最少的能量消耗；常規能源的清潔利用，如采用潔凈煤技術，逐步提高液體燃料、天然氣的使用比例； 2、可再生能源的利用，如水力資源的充分開發和利用； 3、低污染新能源開發，如核能、太陽能、生物質能、風能、潮汐能、地熱能的開發和利用； 4、各種節能技術和措施等，如在能耗大的化工行業采

16、用熱電聯產技術，提高能源利用率。 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備太陽能的利用環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備冰島地熱資源環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備（二）清潔資源1、最少的原材料消耗2、盡量少用、不用有毒有害的原料3、優化原材料使用，提高材料使用效率 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備（三）清潔工藝及設備1、無毒、無害的中間產品； 2、減少或消除生產過程的各種危險性因素，如高溫、高壓、低溫、低壓、易燃、易爆、強躁聲、強震動等。 3、少廢、無

17、廢的工藝； 4、高效的設備； 5、物料的再循環(廠內、廠外)； 6、簡便、可靠的操作和控制； 7、完善的管理等等。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.2.3 清潔生產的內容 清潔生產清潔能源清潔資源清潔工藝清潔設備清潔產品清潔服務清潔管理清潔審計經濟效益環境效益社會效益環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備（四）清潔產品1、節約原料和能源，少用昂貴和稀缺原料，利用二次資源作原料；2、產品在使用過程中以及使用后不含有危害人體健康和生態環境的因素；3、易于回收、復用和再生；4、合理包裝；5、合理的使用功能(以及具有節能、節水、降低躁聲的功能)和合理的使用壽命；6、產品報廢后易處理、易降解

18、等。 環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備2月3日，在日本東京JVC公司的辦公室里，一名雇員展示直徑8厘米的環保DVD光盤和玉米棒。JVC公司采用科技手段研制出了一系列環保光盤，它們都是由以玉米淀粉為原料制成的塑料加工而成的。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備2月13日，日本電信巨頭NTT公司在東京展示一款名為“袖珍加油站”的新型多用途太陽能充電器。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備圖為同濟大學的“超越二號”燃料電池轎車是中國首輛燃料電池轎車“超越一號”的改進型，最高時速超過115公里，0-100公里加速時間為26.7秒。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備環境材料學第6章

19、材料的環境友好加工及制備“Helios”號是一種能夠連續數月逗留在高空中的飛行器原型，它們計劃用來代替某些通訊衛星和研究衛星。確保飛行器工作必需能量的太陽能電池安裝在它的機翼上，其翼展比波音-747飛機的翼展還要大約82米，同時其機身長度不超過4米。在2001年“Helios”號曾完成幾次高空試飛，當時創下了試飛高度達2.95萬米的新紀錄。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備豐田發布使用鋰電池的新型概念車環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備日本專家用黃豆油驅動小拖拉機環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備 2004年5月27日，清華大學汽車系的仇斌老師在介紹他們研制的氫燃料電池車，由

20、于得到了計劃的支持，他們把這輛車命名為“路”。氫燃料電池車把氫氣作為燃料，與傳統汽車相比，無尾氣排放，無污染，能效更高。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備酒精作燃料的飛機環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備（五）清潔服務1、在售后服務過程中建立環境意識，通過維護、保修、更換等一系列環節減少對環境的影響；2、建立廢品回收系統，發展回收提純工藝，提高廢物回收利用率；環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備（六）清潔管理現代化管理，優化生產組織，提高生產效率控制原料消耗崗位技術培訓環節意識培養監督規范執行環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備（七）清潔審計通過對一個生產過程的檢查評價，了

21、解該生產過程的工藝條件，特別是有毒有害物料及其他廢棄物的產生和排放情況，經過對技術、經濟和環境的可行性分析，判斷現有生產工藝對環境的影響以及篩選新的生產工藝提供環境影響定量數據。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.2.4 實現清潔生產的途徑改進設計，使用清潔的能源和原料采用先進的工藝技術與設備改善管理，綜合利用從源頭消減污染，提高資源利用效率減少排放環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備1、源削減（1）改進產品設計、調整產品結構。（2）用無害或少害的物料，不產生或少產生污染物。 （3）改革工藝和設備，開發全新流程。 （4）加強管理。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備2、廢物循環

22、利用，建立生產閉合圈 （1）將流失的物料回收后作為原料返回流程中； （2）將生產過程中產生的廢料經適當處理后作為原料或替代物返回生產流程中； （3）將生產過程中生成的廢料經適當處理后作為其他生產過程的原料回用或作為副產品回收。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備3、發展環保技術，搞好末端治理 （1）必須清濁分流，減少處理量，有利于組織再循環； （2）必須開展綜合利用，從排放物中回收有用物質； （3）必須進行適當的預處理和減量化處理。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6.3 清潔生產技術實踐6.3.1 鋼鐵工業清潔生產技術工藝流程圖環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備鋼鐵產品設計保

23、證使用性能前提下，充分考慮制造、使用和回收利用的生產周期全過程中的無害化和生態化要素。采用清潔能源節約水資源礦產資源有效成分富集與綜合利用尾礦無害處理與再資源化環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備鋼鐵產品生產工藝技術優化工藝流程，采用先進工藝技術及裝備，實現高效率、高質量合格率、低消耗和低排放煉鐵工藝采用高煤比、高風溫、高頂壓、高煤氣利用率、高富氧等工藝技術；煉鋼、軋鋼：采用熱送熱裝、加熱爐蓄熱式燃燒技術等。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備鋼鐵產品生產排放物無害化資源化氣體、粉塵、廢水、爐渣無害化和資源化轉爐煤氣回收煙氣凈化技術余熱回收技術環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備6

24、.3.2 水泥工業清潔生產技術原料、燃料替代（粉煤灰、有機廢料）生產工藝及裝備的更新或優化發展大型干法水泥生產工藝純低溫余熱發電技術，窯爐預熱器和篦冷機的排風余熱回收，35-40kW/t熟料采用新工藝設備降低各環節熱耗、能耗產品設計優化配料組成，優化燒結工藝（溫度、速度）環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備其它案例環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備其它環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備 11月23日，由山東省政府組織的全省建設資源節約型社會工作會議在濟南召開，會議以“發展循環經濟建設資源節約型社會”為主題，對全省資源節約、清潔生產、發展循環經濟工作進行了總結表彰。菏澤魯宏公司作

25、為菏澤市資源節約先進單位代表參加了本次會議，并被山東省人民政府授予“山東省資源節約先進單位”稱號。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備 50萬噸互聯式清潔型焦爐設備，采用了世界最先進的搗固煤技術和無回收技術煉焦技術，焦炭質量好、無污染、投資省、見效快，符合清潔生產和環境保護的要求。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備北京康德環保股份有限公司率先向國內企業推出“清潔生產”的嶄新概念，與世界上先進的環保清潔設備制造商德國威帝、意大利CFM等公司合作，引進開發了10個大類、50多個品種的工業清潔設備。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備河南義馬1萬噸/年鉻化工環境材料學第6章材料的環境友

26、好加工及制備鉻鹽清潔生產工藝技術引發“行業革命”環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備邯鋼是1958年建廠投產的老企業。由于歷史原因，環保基礎薄弱，欠賬多，包袱重，污染較嚴重。隨著經濟發展和人民生活水平的提高，使我們越來越認識到，環境保護是鋼鐵企業實現可持續發展的重要基礎和保證。環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備清潔生產是環境保護的關鍵環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備世界銀行中國環境支援項目“推進清潔生產”我國第一個清潔生產項目在中國較完善地創建了中國的清潔生產方法學體系編制了企業清潔生產審計（核）手冊及其培訓教材，以及化工原料、絲綢印染、電鍍和啤酒等四個行業的清潔生產審計（核

27、）指南。 樹立了27家示范企業，進行了29輪審核。項目完成后，對其中17家企業進行了跟蹤調研。經統計，發現這17家企業削減廢水排放量60.07萬噸/年（削減率對多數企業在10%20%左右），削減COD排放量5845.40噸/年，充分證明了通過實施清潔生產可以同時給中國企業創造顯著的環境和經濟效益。1993年至1996年環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備中國挪威合作推廣清潔生產項目通過清潔生產審核，15家企業共產生339項廢物削減方案。每年可節省資金4，874萬元人民幣，同時削減廢水排放23萬噸、COD排放600噸以及固體廢物24噸。通過改善企業內部管理、采用簡單的再循環利用、略微改進生產

28、過程、改變原材料和使用實用的工藝技術等措施，就能夠削減10%20%工業企業產生的廢物。同時，還能為企業帶來可觀的經濟效益。此外，通過技術革新和改造，實施廢物削減的中長期方案，能進一步削減25%30%的工業廢物排放。19931995年環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備案例 “錳三角”湘、黔、渝環境材料學第6章材料的環境友好加工及制備案例 “錳三角”2005年8月，國家環境保護總局清潔生產中心進行調研2007年3月，向財政部正式提交了“錳三角”環境評估及跨界環境污染綜合防治對策項目的申請報告2007年8月份，財政部正式批準了該中央財政預算項目全部工作預計到2008年年底完成。預期可以實現以下目的： （1）經濟效益：錳三角地區的電解錳企業實施清潔生產審核后，將使企業實現節能、降耗、減污、增效的目的。 （2）間接經濟效益：通過本項目的實施，大幅度減少因環境污染造成的農業、生態方面的損失；降低環境污染事故的風險造成的損失；降低周邊群眾因