作者:Atul Kumar & Y. K. Saxena

介绍

废物是整个公司的一个共同问题，包括化学加工工业以及纺织工业。对于那些管理固体废物、废水系统、危险废物或空气污染控制设备(通常是处理“管道末端”废物的系统)的人来说，这尤其值得关注。

无论其类型如何，废物几乎总是由购买的原材料组成，而这些原材料没有成为最终产品的一部分。例如，一些化学品制造商，如液体乳胶生产商，发现他们的废水流是他们主要产品的稀释形式。这种浪费很大程度上是工艺效率低下的结果，导致原材料的滞留和损失。这些通常是通过设备清洗处理的。然而，重新思考和改进工艺设计，管道和容器设计以及材料处理技术可以提高工艺效率。其结果是减少了废物的产生，降低了运营成本，清洁了设备，增加了利润。

近距离观察清洁

在过程工业中，清洗设备是为了去除对最终产品有负面影响或导致生产问题的残留物。例如，批量混合消费品，如水溶性液体洗衣粉。可能会留下粘稠的残留物，由于颜色、含量、pH值或其他特性而与下一个产品不相容。对工艺设备进行洗涤以去除残留物，使残留在系统中的量对下一个产品的影响可以忽略不计。

用水冲洗一次，可去除90%的残留物;再次冲洗可以去除90%的残留，只留下1%的原始污染物。

额外的洗涤会去除更多的残留物，但在某种程度上，设备已经足够清洁，可以生产下一批产品。在这一点上，额外的洗涤只会增加停机时间、人工成本、用水量和废水处理成本。清洁的目标不是使设备保持完全清洁(这在任何情况下都是不可能实现的)，而是去除尽可能多的污染物，使工艺或产品按要求运行。一些制造商发现，消除清洁步骤不会导致产品或工艺问题。

做数学计算

留在容器内的残留物可能无足轻重。但是，从长远来看，这种材料，加上清除它的清洁量，远远不能忽略不计。

剩余费用

这些残留物似乎对底线的影响很小，但它们对收入的影响实际上很高。

除了浪费产品造成的收入损失外，清洁还产生了成本。通过清洗去除残渣是减少残渣体积的一种方法，但这并不能降低成本。

改进的设备设计

设备可以设计成减少附着在内部表面或被困在系统中的化学物质的体积。工艺设备不仅包括大型混合容器，还包括管道。混合器、泵、挡板、过滤器、过滤器、阀门、反应器和任何其他与产品接触的部件。

管道

至少工艺管道应该有足够的倾斜度，以允许重力排放到工艺中。倾斜的程度取决于产品:虽然10%的坡度对水来说可能足够，但更粘稠的产品则需要更大的坡度。

管道也必须得到适当的支撑，以防止凹陷，这可能会困住大量的流体。必要的支撑量取决于管道的具体尺寸，以及管道的材料和重量或产品。管道至少应该有足够的支撑，没有明显的弯曲或下垂。光滑的内饰和无缝接头也是可取的。

粗糙的连接

螺纹管连接处有不连续处，暴露的螺纹很容易夹住材料。机加工的公-母法兰管道连接总是比螺纹连接更可取，因为它们在管道之间提供平滑的同心过渡。还应避免管道尺寸的突然变化。

死胡同

管道设计中的另一个常见错误是使用未使用的死角管道以“供将来使用”。这种情况经常出现在混合容器和储罐上。焊接在侧面或底部的带帽管接头，用作排水或填充点。如果它不起作用，则未使用的管道段只会捕获过程中的化学品。

死角管道也很难清洁。最好把不用的管子去掉，顺利完成连接点。管道总是可以在以后添加。

泄漏警卫

生产设备也可以设计成减少清洗的需要。应该在过程周围放置防护装置，以捕获必须清理的滴漏和飞溅物。漏斗和导流器可以添加到设备中，以允许操作员添加干或湿化学品而不会溢出。

回收溢出

可以设计内部通道，使生产化学品排入过程中，而不是被困在设备内。内部通道和外部管道应设计得尽可能短，以减少在生产运行之间可能需要清洗的表面面积。滴水盘，平底锅和排水板可以设计为设备的一部分，以引导泄漏回过程。

光滑的表面

不粘表面，如聚四氟乙烯或聚乙烯，可以添加到生产设备，以帮助去除残留物。例如，粉末涂层烤漆间通常有光滑的塑料内表面，以防止粉末粘附。吸尘是清洁这些东西的好方法。

滑涂层

塑料工业中的刮刀和自动刀具通常涂有聚四氟乙烯，以防止树脂粘附到刀具上。油漆间通常涂有纸或可剥离的化学涂层，以消除在油漆清理过程中使用苛刻的剥离化学品的需要。可剥离涂层的一个简单例子是在油漆滚涂工艺设备的外表面涂一层轻液压油，以防止油漆飞溅粘附。干燥后，用扫地或真空清洁的方法除去油漆。

智能调度

如果每天都生产相同的产品，批次之间的清洗通常可以消除，因为残留物和原始产品之间不太可能有任何化学不相容性。将设备生产线专用于同一产品或兼容产品是化学品制造商常用的方法。

化学兼容性

一个制造商可以在两条不同的生产线上加工六种产品。如果三种产品在化学上是相容的，那么这三种产品可以专用于一条生产线。剩下的三种可以在另一条生产线上生产，在批次之间仍然需要清洗。一条线上的设备清理将被取消。

能源效率

出于调度目的，应考虑温度变化。例如，在相同温度下运行的进程应该连续运行以节省能源。

修改后的运行时

另一种选择是延长每个产品的运行时间。如果每个产品加工一天，在清洗和转换之前，将每个产品的加工时间增加到两天，将设备的清洗次数从每年300次减少到150次。例如，油漆、印刷或染色过程应该在一天或一个班次的过程中使用相同的颜色和化学物质，以减少清洁到班次结束时。如果需要更改颜色或化学成分，则应运行颜色，以便每次生产更改都会产生较深的颜色。避免产品配方的剧烈变化，如油基变回水基。

灌装和转移

在散装容器、产品包装和工艺设备之间转移固体和液体通常会导致溢出和不完全转移。从中转站到地漏或雨下水道的产品在地板上流动是很常见的。在转移过程中造成材料损失的一些最常见原因包括:

• 过度充盈
• 溅
• 当容器被装满时，空气被吹回
• 散装容器和储罐排水不完全
• 不明确的转移方法
• 缺乏操作员培训

减少泄漏

控制灌装速度，提供适当大小的灌装喷嘴和控制灌装重量(而不是时间或视线)将减少泄漏。当处理可能飞溅或产生泡沫溢出的产品时，通过填充管从底部填充产品容器可以减少溢出。

未使用的产品

托特袋和其他可重复使用的容器通常被送回供应商，底部仍有几加仑的材料。这通常是因为没有办法测量容器中剩余的材料量。此外，即使检测到残留材料，也没有办法去除。

称重法

一些公司发现，将散装容器放在秤上，然后将材料抽出，直到达到皮重，这样可以迅速获得回报。

干杯

通常，简单的技术可以用来解决将昂贵的原材料留在容器中的问题。例如，简单地倒置容器并允许延长排水时间可以显著提高传输效率。

退货政策

允许客户退回仍有材料的散装集装箱也会给供应商带来处理和清洁问题，例如，亚特兰大一家小型水性粘合剂制造商将包装在手提袋中的粘合剂运送给客户。空袋子被送回公司重新填充。用过的手提袋可以是空的，也可以是几乎满的。为了重复使用这些手提袋，公司必须清理手提袋上的剩余材料和残留物。清洗费用与容器中剩余的粘合剂的体积成正比。

太满的桶

集装箱超载也是一个问题。即使没有溢出。这是因为鼓被设计成在顶部有一个空气空间，当充满产品。

温度的变化也会改变滚筒内流体的体积，随着温度的变化，这可能导致溢出、灌装不足或过度灌装。因此，最好以重量来确定容器何时满了。

无意识的奖金

制造商在不知不觉中给客户提供了免费的产品，并维持了他们的底线损失。

自我清洁和回收废物

有时可以将工艺设计为自清洁。例如，如果水是所有产品的共同成分，则可以最后向工艺设备中添加水，通过填充管道将所有先前添加的材料冲洗到工艺中。水被用作清洁剂，也是产品的一种成分。

清管了

一些公司将水与养猪系统结合使用，以消除清洗并减少原材料(箱)的损失。清管器是一种橡胶塞，通过压缩空气、流体或机械连杆推动通过管道。

清管器的作用是刮除管道内部的残留物，并将管道中的所有材料强制送到所需位置。清管器系统可以作为工程自动化系统的一部分，也可以手动使用。一家公司甚至报告说，在换班结束时，他们使用网球通过压缩空气的管道来清空生产线，以避免需要大量的清洁。

回收利用废物

对清理后的废物进行再利用也是回收原材料和降低废物处理成本的有效方法。混合容器可以用水或溶剂清洗，并将其保存，直到再次运行相同的产品。清洗残留物成为产品的一部分。

涂料稀释剂

可以收集来自冲洗油漆线、油漆枪和储存容器的清洁溶剂。而不是处理使用过的清洗溶剂作为危险废物，清洗溶剂被直接用于薄的涂层相同的颜色，以达到所需的稠度。因此，危险废物、处置费用和原材料采购都减少了。为了重复使用清洁溶剂，当然，选择一种在最终混合物中有用的清洁化学物质是很重要的。

培训、程序和工具

即使制造商拥有最好的散装装载和集装箱填充程序以及最有效的加工设备，员工自己也会不自觉地增加浪费问题。工人没有或没有遵循规定的物料处理和清洁程序将产生更多的废物。

通知运营商

应指导并定期提醒员工如何转移材料、清洁设备和泄漏物。除了培训之外，还必须向员工提供适当的工具。

装备的员工

工人必备的设备包括物料搬运设备，如鼓式泵和漏斗;防溢漏设备，如装卸物料的托盘和垫;清洁设备，如吸尘器、扫帚、尘盘和收集小溢漏的吸收材料。生产员工通常可以在制定材料处理程序方面提供宝贵的帮助，因为他们最清楚哪里存在泄漏和其他问题。

故障检修工人

有时污染源可以追溯到员工自己。例如，在一家制造工厂，发现设备的清洁问题是由几个机器操作员使用的护手霜引起的。手洗，而不是零件清洗，解决了这个问题。

废物处理及处置

处理和处置费用可能很高。如果废水在处理前进行现场处理，则会产生额外的费用。废水有时可以在处理前或处理后再利用。例如，可以用以前用过的水冲洗工艺设备以去除重残留物，然后用淡水冲洗。

减少用水

有几种方法可以减少设备清洗用水或溶剂的使用。一种方法是采用两阶段的冲洗过程。而不是一个单一的漂洗步骤，漂洗两次，但与水或溶剂的体积小得多。使用这种方法的优点是，通常水或溶剂的使用量可以减少50%或更多。

结果解读

用这么少的水来达到同样的清洁水平的原因是由于稀释。假设残留物可溶于水，第一次漂洗过程去除大部分残留物。第二次冲洗稀释和去除大部分剩余的废物。

在残留物在水或溶剂中的溶解度有限的情况下，在第一阶段可能需要更多的清洗液，在第二阶段可能需要较少的清洗液，但总体使用量仍然可以减少。也可以储存和重复使用第二阶段的清洁溶液，进一步减少使用量。

逆流

另一种减少用水的方法是反吹技术。在反吹冲洗或洗涤中，水从一个冲洗槽流向下一个冲洗槽，与被洗部件的方向相反。因此，最脏的部分首先接触到最脏的水。

在某些情况下。化学和清洁废物被认为是危险的，导致监管报告和更高的处置成本。通常，化工厂处理的是不溶于水的物质，因此需要溶剂来清洗。在许多情况下，清洁溶剂的使用和处理要比水贵得多，这增加了处理成本。

危险及有毒产品

许多CPI公司生产的产品含有有毒物质，或者由于ph值高或低等特性而被认为是危险的物质。在其他情况下，产品在水中的溶解度可能很低，需要使用溶剂进行清洗。

这两种情况下的清洁废物通常必须作为危险废物进行管理。废物的来源、成本问题和减少原材料的系统损失同样适用于这些情况。此外，一些公司通过用无毒化学品代替有毒成分或清洁剂，消除了危险和可报告的有毒废物。

选择溶剂

一些印刷油墨制造商在其产品和清洁材料中替换了危害较小和毒性较小的材料。一个简单的例子是用n-甲基吡咯烷酮、二柠檬烯、水、丙酮和乙二醇醚代替最近用于印刷油墨和清洁剂的二甲苯、甲苯和二氯甲烷等溶剂。许多油墨制造商已经找到了其他可行的替代品。例如，当没有发现能复制特定性质的单一替代品时，通常使用溶剂混合物来替代单一溶剂。

附加福利

寻找无毒溶剂替代品对油墨制造商的好处是减少了生产过程中有毒化学物质的释放。对他们的客户——商业印刷商——也有连锁反应。由于这些变化，许多大大小小的印刷厂减少了有毒化学物质的排放。通常，画家甚至没有意识到已经发生了变化。

水配方

印刷油墨制造商也推出了水性油墨和印刷机清洁剂，减少了打印机和油墨制造商释放的受管制材料。

结论

废物增加了运营成本。然而，这只是环境报告成本的一部分。事实上，从摇篮到坟墓通常被称为生命周期分析，负责浪费和生产力损失，可能会给加工工业带来更多的成本。就生产力而言，应该考虑弥补损失所需的工作量，因为如果工业界有意识的话，工厂每年将不得不额外运行几天来弥补损失。尽量减少废物的技术通常被认为是从源头控制污染的最佳工具，不仅可以提高生产效率，还可以从环境角度提高合规状况。

关于作者:

Atul Kumar先生是高级环境科学家，Y. K. Saxena先生是Gujarat Ambuja水泥有限公司的EHS公司副总裁

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