第３８卷第３期 ２０１３年３月 环境科学与管理 ＥＮＶＩＲ０ＮＭＥＮＴＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２０ｌ３ 文章编号：１６７４－６１３９（２０１３）０３－０１６３－０６ 清洁生产审核中物料平衡的难点及应用实例 刘妍 ，张蕴 ，韩晓盈 ，刘侨博 （１．黑龙江省环境保护科学研究院，黑龙江哈尔滨１５００５６；２．哈尔滨万策投资顾问有限公司，黑龙江哈尔滨１５００９０） 摘要：建立物料平衡是清洁生产审核第３阶段（即“审核”阶段）最核心的工作内容，其目的是为了准确分析 物料流失和废物产生的原因，建立物料平衡也是产生清洁生产方案（尤其是中高费方案）最主要的方法之一。 本文在介绍清洁生产审核中物料平衡的完整Ｘ－作步骤的基础上，归纳了几点在实际工作中应用物料平衡遇到 的难点及要点，实例介绍了物料平衡、能源平衡和水平衡三种常用平衡，为审核工作者提供些许思路参考。 关键词：清洁生产审核；物料平衡；难点；应用实例 中图分类号：Ｘ３８ 文献标识码：Ａ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｅｘａｍｐｌｅｓ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｂａｌａｎｃｅ ｉｎ Ｃｌｅａｎｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ａｕｄｉｔｓ Ｌｉｕ Ｙａｎ ，Ｚｈａｎｇ Ｙｕｎ ，Ｈａｎ Ｘｉａｏｙｉｎｇ ，Ｌｉｕ Ｑｉａｏｂｏ （１．Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈａｒｂｉｎ １５００５６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈａｒｂｉｎ Ｖｅｎｔｕｒｅ Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｒｂｉｎ １５００９０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｗｏｒｋ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｂａｌａｎｃｅ ｄｕｒｉｎｇ ｃｌｅａｎｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｕｄｉｔｓ，ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｇｅｎ— ｅｒａｌｉｚｅｄ ｓｅｖｅｒａｌ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ａｎｄ ｍａｉｎ ｐｏｉｎｔｓ ａｂｏｕｔ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｂａｌａｎｃｅ ｔｏ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｗｏｒｋ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ ｏｆ ｉｎｓｔａｎｃｅｓ ｍａｔｅ— ｒｉａｌ ｂａｌａｎｃｅ，ｅｎｅｒｇｙ ｂＭａｎｃｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｂＭａｎｃｅ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ａｕｄｉｔ ｗｏｒｋｅｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｌｅａｎｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｕｄｉｔ；ｍａｔｅｒｉａｌ ｂａｌａｎｃｅ；ｄｉｆｉｃｕｌｔｆｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅ 刖舌 建立物料平衡是清洁生产审核第３阶段（即 “审核”阶段）最核心的工作内容，其目的是为了准 确分析物料流失和废物产生的原因，建立物料平衡 也是产生清洁生产方案（尤其是中高费方案）最主 要的方法之一。建立物料平衡的基础和依据是实测 输人输出物流，然后根据质量守恒定律原理（见图 １）建立平衡，通过平衡结果分析物料及废物产生的 原因，依据原因和问题产生有针对性的清洁生产 方案。 本文将在物料平衡基础知识的基础上，总结出 图１ 质量守恒定律原理下的物料平衡计算图 ｌ 物料平衡的完整工作步骤 物料平衡的建立是针对审核重点的，在对审核 重点进行充分调研和了解后，审核小组首先应确定 几点在建立物料平衡过程中遇到的难点及解决对 策，并列出几种平衡的实例分析，为审核工作者提供 些许思路参考，从而更好地推进及完成一轮清洁生 产审核工作。 收稿日期：２０１２一ｌｌ一２１ 实测点、实测项目、实测周期和实测方法等条件，准 备就绪后开展实测，然后根据实测的数据建立物料 平衡，对物料平衡的结果测算、分析，产生清洁生产 方案，从而形成完整的一套物料平衡工作步骤，详见 图２。 ・作者简介：刘妍（１９８０一），女，毕业于东北农业大学生物技术专业 现从事清洁生产及环保产业研究工作。 １６３・ ２０１３年３月 第３８卷第３期 刘妍等・清洁生产审核中物料平衡的难点及应用实例 Ｖ０１．３８ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２０１３ ２物料平衡工作中遇到的难点及对策 ２．１ 实测输入输出物流 实际工作中，建立物料平衡的难点在于实测输 人输出数据的真实性和准确性，如果数据的准确性 ：蓑羹募 翥 清洁生产方案，因此，实测过程非常重要。实测输入 输出物流的难点与解决手段如下： 图２基于滑洁生严甲核思路 的物料平衡工作步骤 （１）对于计量器具不全，计量工作不完善的企 业，如一些老旧企业或者管理不规范的企业，开展实 测过程中，应按照设定的实测点配备基本的计量仪 器或器具，满足物流分析的基本要求。 （２）对于生产工艺复杂的企业，如合成甲醇、复 合肥生产等企业，审核重点包括多个工序或单元操 作，企业仅能够对原料投人和最终产品计量，工序或 单元无法测定输入输出量。对于此类企业，实测时 产过程为均衡运行，存量（余量）视为衡量不纳入实 测范围。如水泥回转窑中的物料量。 （６）为确定某一物质的利用率或满足某种废物 产生原因分析的需要，审核时可单独实测某一种物 质，建立该物质的物料平衡，如铅锌矿选矿企业，可 单独实测和计算铅和锌的输入和输出，建立铅和锌 的物料平衡，定向分析铅和锌的的得率、流失及尾渣 产生的原因等。 可将整个系统作为一个操作单元，实测整个系统的 所有输入输出数据，建立物料平衡。 （３）审核重点的输出有粉尘、废气或者其他气 体性物质或废物，企业不具备此类物质的监测手段， 艺稳定、生产过程变化小的企业，也可使用审核当年 的相关监测报告中的数据进行核算或通过合理的理 论计算获得。 （４）最终产品形式不以质量计量的企业，如生 ２．２建立物料平衡 （１）预平衡 根据实测结果测算输入、输出的量，偏差应小于 ５％，有毒有害物质小于２％或小于行业要求的偏 重新实测相关数据，尽量不采用以往生产报表中现 成的统计数据来替代实测数据。 （２）绘制物料平衡图 绘制物料平衡图之前，应先绘制审核重点的工 需要聘请有相应资质的单位实测，但是，对于生产工 差；如果偏差不满足上述条件，应分析原因，必要时 产建筑空心砖、玻璃的企业等，实测可按公式① 计算。 艺流程图，然后再将各操作单元实测的输入、输出量 标在工艺流程图上，从而标示出预平衡测算的结果。 ： 式中： ×ｐ ① 建立物料平衡、能源平衡以及水平衡等要体现行业 特色，切忌不可千篇一律。 ２．３平衡分析 表示输出产品质量； 质量； ｍ一表示按固定时间间隔实测单位产品的 ｎ一表示按固定时间间隔实测单位产品的 数量； （１）对物料平衡结果分析时要依据不同行业要 求包括以下一项或几项内容：偏差；原料利用率；产 品得率；物料流失部位及流失物料的种类、数量；废 弃物的种类、数量、所占比例；对生产和环境产生影 响的废弃物的部位等。 （２）物料流失和废弃物产生原因要从八个方面 进行分析，即原辅材料和能源、技术工艺、设备、过程 Ｐ一表示产品产量。 （５）对于连续生产型的企业，实测的单元操作 中某一单元有存量（余量），在正常工况下，可视生 ・１ ６４・ 第３８卷第３期 ２０１３年３月 刘妍等・清洁生产审核中物料平衡的难点及应用实例 Ｖ０Ｌ ３８ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２０１３ 控制、产品、废弃物、管理和员工八个方面。 （３）物料平衡测算的偏差也要分析。 （４）参与物料平衡分析的人员要全面，如可包 括企业的总工、技术负责人、生产调度人员、企业环 保部门工作人员、一线岗位操作工人及行业专家等。 ⑥测量仪器和计量工具为磅秤，使用的磅秤确 认在有效期内使用，数据单位为千克。 （２）实测结果 以生产１８０万片银杏叶片（０．１９ ｇ／片）进行实 测，见图３。 银杏叶提取物 淀粉 糊精 羧甲基纤维素钠 ３ 实例介绍三种平衡 ３．１ 物料平衡 某制药厂片剂生产车间是本轮清洁生产审核的 审核重点，该车间生产的药品有３０余种，审核师选 取了产量最大、最有代表性的一种药品作为实测对 象，建立物料平衡并分析。 （１）实测准备 ①确定实测物流的时间和周期：时间为２０１１年 ７月１日至２０１１年８月３０ Ｅｔ，按生产批次作为一个 生产周期； 包 ②实测物流项目：对投入的原材料和生产半成 品、成品、损耗、剩余物进行实际测量； ③确定生产工序为实测输人、输出物流的监 测点； 银杏叶片产品 ５５０．８９ ｋｇ ④实测的条件在正常生产情况下进行； ⑤实测方法以每个工作Ｅｔ为实测单位（不再考 虑产品的具体型号、规格），由车间主任负责落实生 产物料的实际消耗、利用情况； 图３ 片剂以银杏叶片为例的物料实测平衡图 （３）数据汇总 实测工作结束后，对实测的数据进行了汇总和 分析，见表１。 表１片剂物料实测结果 （４）进行预平衡测算 （输入一输出）／输入＝偏差，从实测数据计算 表２物料平衡产生偏差的原因分析 结果来看，该平衡偏差为０．５８％，满足平衡测算 要求。 （５）物料平衡结果 从汇总数据分析，该物料平衡偏差为０．５８％， 物料流失３．２４ ｋｇ，其中，进入布袋收尘系统１．５ ｋｇ， 进入清洗废水中１．７４ ｋｇ，由此分析物料流失的原 因，按照清洁生产审核的要求，从八个方面进行分 析，见表２。 ・１６５・ ２０１３年３月 第３８卷第３期 刘妍等・清洁生产审核中物料平衡的难点及应用实例 Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２０１３ 图７某焦电一体化企业审核后的水平衡图 ３．３水平衡 业年节约新鲜水用量ｌ９．２７万吨，创间接经济效益 １１６万元，实现了废水零排放。审核后的水平衡图 见图７。 建立水平衡，要对企业目前生产过程中各类水 的供入、使用、消耗、循环、回用、损失、排放等众多环 节进行测试量化和科学分析，通过平衡可得到工业 用水重复利用率、新鲜水补充率、间接冷却水循环利 用率、工艺水回用率、锅炉蒸汽冷凝水回用率、单位 产品用新鲜水量、单位产品用水量等用水指标的信 息，并根据数据和分析发现企业潜在的节水环节。 某焦电一体化企业审核前的水平衡图见图６。 通过对企业给排水情况的分析和量化，发现企 ４结语 做好、做实物料平衡能够为清洁生产审核后几 个阶段的顺利进行打下良好的基础，物料平衡不可 整齐划一、千篇一律，审核工作者要根据每个企业的 不同情况选取最合适、最晗当、最能说明问题的平衡 来发现审核重点的物料流失、废弃物产生的环节，从 业有一部分生产净废水（电站、循环水系统排放的 而准确地分析原因，产生清洁生产方案。 水）有一部分排放了，针对这一情况，审核小组和咨 询组制定了相应的清洁生产方案，即将这部分水收 集起来再处理后回用，既可节约一部分新鲜水，又可 达到废水全部回用不排放的目的。方案实施后，企 参考文献： ［１］杜静，冯军会．清洁生产审核实用知识手册［Ｍ］．北 京：中国环境科学出版社，２００９：１０５—１０７． ・１６８・
