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第三章清洁生产的理论基础二、生态学原理三、系统论与系统工程原理四、质量守恒原理1、从生态学角度看清洁生产清洁生产是将生态学的基本观点、方法延伸和应用到清洁生产领域，根据生态学原理建立新的发展模式。•清洁生产是产品或产业生态化的过程，符合生态系统物质和能量流通的规则。•将环境因素纳入设计、决策中，强调产品和产业的发展应与生态相平衡。对以往人类活动违背生态规律带来的不良后果进行反思后，人类提出了“产业生态化”的概念，这也是清洁生产的基础理论之一。就是遵循生态规律，效仿自然生态系统来构建产业系统，达到资源的高效、循环利用，减少废物的排放，实现产业和自然环境和谐发展。2、产业生态化理想生态产业系统示意图开采者/物质制造者（矿物、植物）消费者废物处理者有限的资源有限的废物物质处理者“制造商”产业生态化•产业生态化定义：仿照自然生态系统的循环模式推动产业生态化，以达到资源的高效、循环利用，减少废物排放，实现产业和自然环境的和谐发展。•核心：遵循生态规律、模仿自然生态系统来构造产业系统•目的：使资源在系统内有效利用，从而减少废物产生产业生态化的特征：•充分运用能量流动、物质流动和信息传递这些功能，使产业系统更加具有生态系统的特征。把产业活动对自然的消耗和对环境的影响置于生态系统物质能量的总的交换过程中，实现产业活动与生态系统的良性循环和可持续发展。产业生态化的特征：•效仿自然生态系统的物质循环方式，建立不同企业、工艺过程间的联系，使一个过程产生的废物（副产品）可以被另一个过程作为原料，增加了消化各种废物的生态链条，使原来线性的叠加的生产过程形成“食物链/网”状的结构。从而达到充分利用资源，减少废物产生，物质循环应用，消除环境破坏，提高经济发展规模和质量的目的。产业生态化的特征：•自然系统中的能量属于可再生能源，而目前产业系统的能源主要来自不可更新的矿石燃料。产业生态化应该尽量效仿自然生态系统，注重清洁能源的开发和使用，以及能量的梯级利用。•与自然生态系统的演变发展过程一样，产业生态化也是一个由低级到高级、由简单到复杂不断变化发展的过程。三、系统论与系统工程原理•系统论是处理生产过程、产品或服务体系中清洁生产的重要方法论。清洁生产无论概念内容，还是实施运行，都贯穿着系统论的思想方法特点。•定义：系统是相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。•环境：将作为研究对象的集合体当作系统，系统边界以外并与系统密切相关的称为环境。系统分类一系统大系统小系统巨系统大系统巨系统简单系统复杂系统一般复杂巨系统特殊复杂巨系统（社会系统）系统分类二根据系统与环境之间是否具有物质的、能量的和信息的交换，将系统分为：•孤立系统：既无能量交换，也无物质交换•封闭系统：只有能量交换，没有物质交换——地球（相对的）•开放系统：既有能量交换，又有物质交换——自然界系统、人类社会系统按反馈属性分为开环系统、闭环系统•有反馈的，不论是正反馈还是负反馈，都是闭环系统，没有反馈的是开环系统。开环系统的一般表示系统输入输出主通道反馈环节输入输出闭环系统的一般表示清洁生产与系统论•系统与环境的作用关系是清洁生产研究的立足点之一。一个生产过程、一个企业在实施清洁生产方案时，都要从系统的观点出发，我们是一个开放的闭环系统，那就意味着有物质能量的进出，有反馈机制，特别是环境给我们的反馈，不能忽略不计。四、质量守恒原理•物质循环和能量的梯级利用是清洁生产的重要内容，所用的方法/工具就是：物料和能量平衡分析，而质量（能量）守恒原理就是它的理论基石。•治理守恒原理解释了如何节能、降耗。1、节能清洁生产要求减少能源的需求，最好的办法就是节能。节能不是消极地减少能源用量，而是积极地提高能量的有效利用率。如何提高利用率呢？先回答下面几个问题：–一个过程或者单位产品的理论能耗是多少？节能潜力有多大？–能量浪费了多少，是怎么分布的？–引起能量损耗/损失的原因是什么？–科学用能的基本原则是什么？–实际过程中有哪些不合理、不正确的用能情况？等等质量（能量）守恒基本原理•热力学第一定律：能量的数量是守恒的，能量既不能创造，也不会消灭，只能从一种形式转换为另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，总量恒定不变。•第二定律：能量转换过程总是朝着能量贬值的方向进行，高品质的能量可以全部转换为低品质的能量，能量传递过程是朝着能量品质下降方向进行。揭示了能量质的属性。节能，或者说提高能量的有效利用，本质是什么？就是要防止和减少能量的贬值现象的发生。提高能量转换过程中的效率。–原则一:“能量匹配原则”在需要低品质能量的场合，尽量不供给高品质的能量，比如可以用副产品热蒸汽加热，就不用电或燃气等加热。–原则二:“能量的梯级利用”同一能量可以在不同品位多次利用。还是上面的例子，煤燃烧发电，化学能转化为（准确说是机械能再转变为）电能和热能，热能对于发电厂来说是副产品，但也可以再利用，比如给居民住宅供暖。2、降耗•根据热力学第一定律，物质在生产和消费过程中及其后，都没有消失，只是从原来的“有用”的原料/产品，变成了“无用”的废物进入环境中，形成污染，但物质总量不变。废弃物或再循环/再利用、或损失掉。再循环的物质越多，损失在环境中的就越少。清洁生产就是通过废物最小化、循环再利用等，来实现对环境污染的最小化。在清洁生产审核中，物料衡算就是这个原理的应用。物质平衡的基本表达式：∑F-∑D=A–F——体系的进料量–D——体系的出料量(包括产品和废弃物)–A——体系中物料的积累量作业：1、简述质量守恒原理在清洁生产中的应用。2、简述生态学原理在清洁生产中的应用。（二者选一）参考文献