何社強(qiáng)

(量子高科(中國)生物股份有限公司，廣東 江門 529000)

1 引言

依據(jù)《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》［1］和《國家環(huán)保模范城市考核指標(biāo)及其實(shí)施細(xì)則(第六階段)》第十五項(xiàng)考核指標(biāo)要求，遵循環(huán)境保護(hù)部《關(guān)于深入推進(jìn)重點(diǎn)企業(yè)清潔生產(chǎn)的通知》(環(huán)發(fā)［2010］54號(hào))的指示精神，量子高科(中國)生物股份有限公司在清潔生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)單位指導(dǎo)下，迅速地開展了清潔生產(chǎn)過程的實(shí)施工作。經(jīng)過籌劃與組織、預(yù)評(píng)估、評(píng)估、方案的產(chǎn)生和篩選、可行性分析、方案實(shí)施及持續(xù)清潔生產(chǎn)七個(gè)階段的工作，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的清潔生產(chǎn)目標(biāo)，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益及社會(huì)效益相統(tǒng)一的目的［2］。

圖1 清潔生產(chǎn)方案產(chǎn)生流程

2 清潔生產(chǎn)實(shí)施過程

2.1 清潔生產(chǎn)方案流程

籌劃與組織是實(shí)施清潔生產(chǎn)實(shí)施的第一階段。此階段的任務(wù)是提高廣大員工的思想認(rèn)識(shí)，使之對(duì)清潔生產(chǎn)實(shí)施程序有初步的了解，實(shí)施小組采取的形式有:清潔生產(chǎn)知識(shí)培訓(xùn)，利用企業(yè)信息報(bào)、板報(bào)等進(jìn)行宣傳。通過宣傳形成廣大員工從關(guān)心清潔生產(chǎn)、參與清潔生產(chǎn)到為清潔生產(chǎn)獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策的良好氛圍，使員工從原材料和能源、工藝技術(shù)、過程控制、設(shè)備、產(chǎn)品、管理、廢棄物、員工素質(zhì)等八方面提出清潔生產(chǎn)合理化建議。同時(shí)組建清潔生產(chǎn)實(shí)施領(lǐng)導(dǎo)小組和工作小組，并制定清潔生產(chǎn)工作計(jì)劃。

在方案實(shí)施過程中，為鼓勵(lì)全體員工積極參與清潔生產(chǎn)活動(dòng)，公司制定了開展清潔生產(chǎn)方案建議活動(dòng)，對(duì)積極提出清潔生產(chǎn)建議和改善方案的個(gè)人實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)制度，由實(shí)施小組對(duì)所有方案進(jìn)行綜合評(píng)選。期間，員工提出的方案涉及到生產(chǎn)過程的各個(gè)要素。實(shí)施小組經(jīng)過整理，從中篩選出部分清潔生產(chǎn)方案作為本輪清潔生產(chǎn)實(shí)施的備選方案。清潔生產(chǎn)方案產(chǎn)生如圖1所示［3］。

按照清潔生產(chǎn)實(shí)施的要求以及公司的實(shí)際情況，實(shí)施小組根據(jù)方案所需的投入，對(duì)方案進(jìn)行分類。

無費(fèi)方案:實(shí)施過程中基本上不需要投入資金;

低費(fèi)方案:實(shí)施過程中投入資金在1萬元以下;

中費(fèi)方案:實(shí)施過程中投入資金在1－10萬元;

高費(fèi)方案:實(shí)施過程中投入資金在11萬元以上。

2.2 清潔生產(chǎn)方案預(yù)評(píng)估

工作小組對(duì)公司現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，在此基礎(chǔ)上建立物料平衡和水平衡，查找能耗高、廢水排放量大及超標(biāo)排放的主要原因，根據(jù)清潔生產(chǎn)的定義，公司的清潔生產(chǎn)水平主要從生產(chǎn)工藝改進(jìn)、設(shè)備改造、能耗降低、廢液回收利用等幾個(gè)方面的情況進(jìn)行分析。

2.2.1 生產(chǎn)工藝改進(jìn)

低聚糖生產(chǎn)工藝選用節(jié)能高效工藝，分別為:(1)低聚果糖轉(zhuǎn)化工藝采用生產(chǎn)產(chǎn)率較高的酶柱生化反應(yīng)器系統(tǒng)，并通過利用壓縮空氣對(duì)酶柱內(nèi)進(jìn)行加壓使載體形成翻騰，從而較徹底地清洗吸附在載體表面上的雜質(zhì)，加強(qiáng)的清洗效果，該工藝的應(yīng)用延長(zhǎng)了酶柱設(shè)備運(yùn)行批次，從原來的轉(zhuǎn)化5批次清洗一次到轉(zhuǎn)化15批次以上才清洗一次，節(jié)約了生產(chǎn)用水，每天減少的廢水排放約10噸。(2)低聚果糖提純采用進(jìn)口的低能耗色譜分離設(shè)備，并在脫鹽工序回收約40%以上電導(dǎo)率較低清洗用水，提高了水重復(fù)利用率。同時(shí)回收再生時(shí)排放的部分稀堿液作為脫硫堿液使用，既減少廢水排放又減少了脫硫設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。

2.2.2 設(shè)備改造

企業(yè)采用生產(chǎn)效率高的生化反應(yīng)柱設(shè)備，從運(yùn)行效果來看，果糖基轉(zhuǎn)移酶用量單耗比原設(shè)計(jì)下降了20%以上;蒸發(fā)濃縮工藝采用進(jìn)口板式蒸發(fā)器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的降膜蒸發(fā)器，蒸汽消耗有所下降，如同是三效蒸發(fā)器，前者蒸發(fā)1噸水用汽量約為0.25噸，后者約為0.35噸，相差0.1噸，從而可降低煤耗。

2.2.3 能耗降低

清潔生產(chǎn)的目標(biāo)即為節(jié)省能源，降低原材料消耗。公司目前采用先進(jìn)的色譜工藝和連續(xù)帶式低溫真空干燥設(shè)備系統(tǒng)基礎(chǔ)上，選用進(jìn)口板式蒸發(fā)器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的降膜式蒸發(fā)器，使生產(chǎn)高純度的低聚糖耗汽量下蒸汽消耗量下降到3.8噸/噸糖粉，工藝的總體能耗情況滿足節(jié)省能源、減低原材料消耗的要求，具有先進(jìn)性。

2.2.4 廢液回收利用

生產(chǎn)過濾后的殘堿，對(duì)其進(jìn)行及時(shí)回收利用，既減少堿液的消耗，又減少廢水排放量及污染物排放濃度。

2.3 清潔生產(chǎn)方案的產(chǎn)生和篩選

針對(duì)上一階段分析出的各方面的原因，結(jié)合公司目前的實(shí)際情況對(duì)本輪清潔生產(chǎn)實(shí)施收集的方案進(jìn)行了評(píng)估，從技術(shù)可行性、環(huán)境可行性、經(jīng)濟(jì)可行性、實(shí)施難易程度等方面進(jìn)行了討論和分析，對(duì)備選方案進(jìn)行了初步的篩選。

經(jīng)過上述篩選，實(shí)施小組認(rèn)為篩選出可行的無/低費(fèi)方案、初步可行的中/高費(fèi)方案合共21個(gè)，其中16項(xiàng)屬于可行的無/低費(fèi)方案，可全部實(shí)施;5個(gè)屬于初步可行的中/高費(fèi)方案。方案的篩選結(jié)果見表1。

2.4 中/高費(fèi)方案內(nèi)容

在結(jié)合市場(chǎng)調(diào)查和收集一定資料的基礎(chǔ)上，對(duì)篩選出來的中/高費(fèi)清潔生產(chǎn)方案做進(jìn)一步的分析和評(píng)估，對(duì)方案的技術(shù)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的可行性進(jìn)行分析和比較，從中選擇和推薦最佳的可行方案內(nèi)容見表2。

2.5 中/高費(fèi)方案可行性分析與實(shí)施

下面以回收一次色譜提取液(G2)、真空泵工作水和物料泵機(jī)封水再利用(G4)為例進(jìn)行詳細(xì)的方案分析。

2.5.1 方案G2:回收一次色譜提取液可行性分析

2.5.1.1 技術(shù)評(píng)估

目前公司生產(chǎn)P95S低聚果糖過程調(diào)和糖提取工藝如下(圖2)。

圖2 目前P95S低聚果糖提取工藝圖

由于只進(jìn)行一次色譜分離，分離后廢液還存在進(jìn)一步提取產(chǎn)品的潛力，因此采用二次色譜分離工藝，其工藝流程見圖3。

圖3 二次色譜分離工藝

建設(shè)方案:增加兩個(gè)50立方的貯罐，用于調(diào)和糖的回收貯存，加上現(xiàn)有的3個(gè)25立方的貯罐總共可貯存150立方以上的調(diào)和糖。共計(jì)投資353萬元。

色譜的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù):按目前的處理量，每天可生產(chǎn)8.3噸P95S，按3噸蔗糖生產(chǎn)1噸P95S產(chǎn)品計(jì)算，每天需要用蔗糖25噸，另產(chǎn)副產(chǎn)品調(diào)和糖量為25－8.3=16.7噸，折DS65%為:25噸(約19立方)，按900元/噸計(jì)，售價(jià)為:900×25=22500元。

表1 清潔生產(chǎn)方案的篩選結(jié)果表

表2 選中/高費(fèi)清潔生產(chǎn)方案實(shí)施內(nèi)容

典型一次色譜后提取液成分:G+F:40～60%;GF:25～30%，F(xiàn)OS:20～30%。設(shè)計(jì)中取:G+F:50%，GF:25%，F(xiàn)OS:25%。通過調(diào)節(jié)二次色譜的運(yùn)行參數(shù)可以將其分離成二部分(如果按30%固形物回收，同時(shí)生產(chǎn)按收率95%計(jì)):一是G+F:16.7×70%×0.95=11.1噸，折DS65%是:11.1/0.65=17噸;二是GF+FOS:16.7×30% ×0.95=4.7噸。(注:G代表葡萄糖、F代表果糖、FOS代表低聚果糖)

A、調(diào)和糖:17×900=15300元;

B、一次殘液:價(jià)格當(dāng)原料蔗糖計(jì):4.7×7000=32900元;

C、費(fèi)用(按1至6月一次色譜生產(chǎn)噸消耗估計(jì))元/噸(見表3)。

二次殘液共費(fèi)用:4.7×1047.54=4923元

估計(jì)產(chǎn)品提高價(jià)值:(32900+15300－4923－22500)元*84日=175萬元

表3 一次色譜生產(chǎn)噸消耗表

2.5.1.2 環(huán)境評(píng)估

提高調(diào)和糖檔次及質(zhì)量，減少蔗糖與低聚糖的帶進(jìn)調(diào)和糖的流失，提高低聚果糖的回收率，降低產(chǎn)品單耗，減輕末端治理負(fù)擔(dān)。

2.5.1.3 經(jīng)濟(jì)評(píng)估

年運(yùn)行費(fèi)用總節(jié)省金額P=175萬元;總投入費(fèi)用I=353萬元;設(shè)備折舊費(fèi)(按5年計(jì))D=I/5=353萬元÷5年=70.6萬元;應(yīng)稅利潤(rùn)T=P－D=175萬元－70.6萬元=104.4萬元;凈利潤(rùn)(按25%的稅率計(jì))=104.4萬元×(1－25%)=78.3萬元;投資償還期N=I÷(凈利潤(rùn)+D)=353萬元÷(78.3萬元+70.6萬元)=2.4年;本項(xiàng)目改造投資回報(bào)期為2.4年，具有實(shí)施可行性。

2.5.2 方案G4:真空泵工作水和物料泵機(jī)封水再利用可行性分析

2.5.2.1 技術(shù)評(píng)估

生產(chǎn)車間真空泵工作水和物料泵機(jī)封水用水情況:(1)二效蒸發(fā)器、單效蒸發(fā)器、舊三效蒸發(fā)器各一臺(tái)真空泵工作水排至室內(nèi)地下池，新二效蒸發(fā)器3臺(tái)物料泵機(jī)封水同樣排到該池，共計(jì)約為3m3/h。經(jīng)一臺(tái)3m3/h自吸泵(揚(yáng)程30m、功率1.5kW)接至車間內(nèi)滅菌器冷卻水回流管，在廠房天面另管分流到各個(gè)冷卻塔，但由于生產(chǎn)不同步、無法嚴(yán)格按實(shí)際生產(chǎn)使用，導(dǎo)致經(jīng)常在無運(yùn)行的冷卻塔溢流，造成浪費(fèi)，水溫約40～50℃。(2)新三效蒸發(fā)器一臺(tái)真空泵工作水、4臺(tái)蒸發(fā)器物料泵機(jī)封水直接排走，流量約為3m3/h。水溫約40～50℃。(3)以上合計(jì)正常生產(chǎn)時(shí)，約有6m3/h水經(jīng)各真空泵、物料泵用后就直接排走了。

針對(duì)這種情況，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況以及考慮今后的發(fā)展，我們制定出如下一套真空泵工作水和物料泵機(jī)封水再利用的節(jié)水方案:

將所有真空泵工作水和物料泵機(jī)封水均引至室內(nèi)地下池，合計(jì)約有6m3/h水量。還將四效蒸發(fā)器真空泵工作水匯合一起，總計(jì)約有9m3/h水量。通過提升泵送上廠房天面，利用一臺(tái)獨(dú)立的冷卻塔冷卻至32～35℃左右，再分別送到新三效蒸發(fā)器、帶干機(jī)以及四效蒸發(fā)器配套的冷卻塔作為補(bǔ)水用途，達(dá)到節(jié)約用水目的。

設(shè)備選型:(1)地下池現(xiàn)有自吸提升泵3m3/h，功率1.5kW，不能滿足9m3/h排水量，需另購一臺(tái)9m3/h、揚(yáng)程15米的潛水泵，替換原自吸泵;(2)冷卻塔利用原帶干機(jī)冷水機(jī)配套用20T塔，再經(jīng)一臺(tái)9m3/h、揚(yáng)程15米離心泵送到各目標(biāo)冷卻塔，可在公司倉庫中挑選適合離心泵使用。(3)改造費(fèi)用:①購兩臺(tái)潛水泵(一用一備)共需15600元;②管道安裝材料費(fèi)約需3000元;③電控材料約需2200元。合計(jì)費(fèi)用20800元。

2.5.2.2 環(huán)境評(píng)估

用水量核算:新三效冷卻塔耗水量2.5m3/h，舊三效冷卻塔耗水量1.25m3/h，帶干機(jī)冷卻塔耗水量1.75m3/h，四效濃縮器冷卻塔耗水量 3m3/h，合計(jì)8.5m3/h耗水量。而方案匯集到地下水池用作冷卻塔補(bǔ)水的水量約9m3/h，基本可達(dá)平衡使用而不浪費(fèi)，換言之可節(jié)約生產(chǎn)用水8.5m3/h，大大減輕供水壓力對(duì)生產(chǎn)的影響。

2.5.2.3 經(jīng)濟(jì)評(píng)估一臺(tái)潛水泵功率2.2kW，另一臺(tái)離心泵功率3.0kW，冷卻塔風(fēng)機(jī)功率1.1kW，合計(jì)6.3Kw。按電價(jià)每度0.75元，水費(fèi)每立方2.65元計(jì)算，年收益則有:節(jié)約水費(fèi):8.5m3/h×8h×330d×2.65=59466元;增耗電費(fèi):6.3kW/h×8h×330d×0.75=12474元;收益:59466－12474=4.70萬元。項(xiàng)目的投資回報(bào)期計(jì)算見下表4，經(jīng)估算:本項(xiàng)目投資回報(bào)期為0.6年，說明本項(xiàng)目具有實(shí)施可行性。

表4 項(xiàng)目投資回報(bào)期計(jì)算表

2.6 持續(xù)清潔生產(chǎn)

持續(xù)清潔生產(chǎn)是企業(yè)清潔生產(chǎn)實(shí)施的最后一個(gè)階段。目的是使清潔生產(chǎn)工作在企業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期、持續(xù)地推行下去。本階段工作重點(diǎn)是建立推行和管理清潔生產(chǎn)工作組織機(jī)構(gòu)、建立促進(jìn)實(shí)施清潔生產(chǎn)的管理制度、制定持續(xù)清潔生產(chǎn)計(jì)劃以及編寫清潔生產(chǎn)實(shí)施報(bào)告。

通過本次清潔生產(chǎn)實(shí)施，公司在實(shí)踐中深刻地體會(huì)到清潔生產(chǎn)實(shí)施是一種提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的新思路，管理意識(shí)從開始的末端治理向源頭治理和全過程控制轉(zhuǎn)變，不斷地挖掘潛力，使清潔生產(chǎn)實(shí)施工作持續(xù)開展下去。

3 結(jié)束語

本次清潔生產(chǎn)提出21個(gè)清潔生產(chǎn)方案，其中無/低費(fèi)方案16個(gè)，中/高費(fèi)方案5個(gè)，全部得以實(shí)施，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益(詳見表5)，共計(jì)投入814.99萬元，年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益628.22萬元，其中節(jié)約電5.65萬千瓦時(shí)，折合標(biāo)煤6.94噸;節(jié)約液堿132噸，節(jié)約水25410噸;間接削減二氧化碳48.599噸，削減廢堿132噸。同時(shí)還節(jié)約了各種原材料，降低了生產(chǎn)成本，提高了資源的利用率。管理上，成立了清潔生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)，提高了員工參與清潔生產(chǎn)積極性，各項(xiàng)管理制度得到進(jìn)一步的完善。完成了既定的清潔生產(chǎn)目標(biāo)，達(dá)到“節(jié)能、降耗、減污、增效”的最終目的。

表5 清潔生產(chǎn)方案實(shí)施效果匯總表

［1］《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》［Z］.

［2］郭顯鋒等，清潔生產(chǎn)審核指南［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2007．

［3］環(huán)境保護(hù)部清潔生產(chǎn)中心，國家清潔生產(chǎn)審核師培訓(xùn)教材．