四川省热浸镀锌行业清洁生产评价指标体系研究与应用

朱成旺，简 磊，孟晓霞，罗 斌，何雨明

(四川省生态环境科学研究院，成都 610041)

前 言

清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，较少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害[1]。随着《清洁生产促进法》的颁布实施，四川省积极推进强制性清洁生产审核评估与验收工作，引导企业对照国内外先进水平开展清洁生产改造，在节约资源能源、减少污染物产生和排放方面取得较大成绩[2]。清洁生产涉及的行业众多，清洁生产标准或评价指标体系成为有效指导企业开展清洁生产工作的重要规范性文件[3-4]。目前生态环境部和国家发改委已颁布多个行业清洁生产标准和清洁生产评价指标体系，但仍有较多重点行业缺乏相关评价体系或标准，不利于清洁生产审核工作的开展。

热浸镀锌是将钢、不锈钢、铸铁等钢铁制品浸入熔融液态金属或合金中获得镀层的一种工艺技术，是应用最广泛、性能价格比最优的钢材表面处理方法[5]。我国是世界钢结构件热浸镀锌生产大国，国内热浸镀锌企业已进入新的高速、持续发展阶段[6-7]。热浸镀锌行业资源能源消耗量大、环境污染严重，被纳入四川省强制性清洁生产审核重点行业。四川省热浸镀锌产业规模普遍较小，未实现规模化效应，产业整体缺乏核心竞争力，热浸镀锌关键技术与国内外先进水平相比存在一定差距。省内热浸镀锌企业锌烟余热回收配套设施安装率较低，锌资源与水资源循环利用效率不高，酸雾、锌烟、锌灰和锌渣等污染控制措施有待强化。在国内经济大步发展和企业转型升级寻求生存机遇的大环境下，实施清洁生产成为四川省热浸镀锌企业实现可持续发展的重要抓手。

目前国内尚未制定和颁布热浸镀锌行业的清洁生产评价指标体系。在《电镀行业规范条件》中，热浸镀锌被归为电镀行业，但热浸镀锌与电镀工艺存在显著差别，利用现行《电镀行业清洁生产评价指标体系》对热浸镀锌企业进行清洁生产评估并不能反映其真实清洁生产水平。因此，制定省级热浸镀锌行业清洁生产评价指标体系，对进一步规范和指导四川省热浸镀锌企业实施清洁生产改造、开展清洁生产审核评估工作、提升企业清洁生产技术水平、提高资源利用率、降低能耗及污染排放，具有十分重要的现实意义。

本研究针对热浸镀锌行业特征、产业政策及发展趋势，在实地调研四川省多家热浸镀锌企业的基础上，结合相关技术标准及编制要求，构建评价指标体系框架，确定评价指标基准值，采用层次分析法确定指标权重值，并通过具体企业案例验证该指标体系的可行性和适用性。

1 热浸镀锌行业清洁生产评价指标体系建立

1.1 评价指标体系框架的确立

四川省热浸镀锌行业清洁生产评价指标体系由一级指标和二级指标组成。一级指标为普通型、概括性的评价指标，二级指标则反映热浸镀锌行业清洁生产特点，是具体的、可操作的、易于评价和验证的评价指标。选取的指标需满足热浸镀锌行业产业政策相关要求，定量与定性相结合，符合企业实际情况。

本指标体系一级指标的确立主要参考电镀等相近行业清洁生产评价指标体系，确定了生产工艺及装备要求、资源能源消耗指标、污染物产生指标、资源综合利用指标、清洁生产与环境管理5个一级指标。结合热浸镀锌行业特征及相关政策、技术规范、标准等相关要求，在一级指标下共设置23个二级指标，均为行业代表性考核指标。本清洁生产评价指标体系框架如下图所示。四川省热浸镀锌行业清洁生产评价指标体系基准值见表1。

表1 四川省热浸镀锌行业清洁生产评价指标体系基准值

续表1

图 四川省热浸镀锌行业清洁生产评价指标体系框架

1.2 清洁生产评价指标基准值确定

评价指标的基准值用于衡量该项指标是否符合国家相关规定与清洁生产基本要求。本指标体系在定量评价指标基准值确定过程中，凡国家、四川省或行业在有关政策、规划等文件中对该项指标已有明确要求的，执行国家、四川省或行业要求数值；尚无明确要求的，则选用四川省热浸镀锌行业近年来清洁生产实际达到的中等以上水平指标值。在定性评价指标确定过程中，按“是”或“否”两种选择来衡量该项指标是否贯彻执行国家、四川省有关政策及法规。

1.3 清洁生产评价指标权重确定

清洁生产评价指标的权重值反映该指标在整个清洁生产评价指标体系中所占的比重，原则上是根据该项指标对热浸镀锌行业清洁生产实际效益和水平的影响程度以及实施的难易程度来确定。

权重值的确定通常采用专家咨询、主成分分析和层次分析等方法[8～10]。本指标体系各评价指标的权重值采用编制通则提供的层次分析法进行确定。层次分析法是一种定性分析和定量分析相结合的多目标决策方法，它的基本思想是先按问题要求建立一个描述系统功能或特征的、内部独立的递阶层次结构，通过两两比较因素(或目标、准则、方案)的相对重要性，给出相应的比例标度，构造上层某要素对下层相关元素的判断矩阵，给出相关元素对上层某要素的相对重要序列，从而计算得到各指标的权重值。

结合国内热浸镀锌行业相关标准、政策文件以及四川省热浸镀锌企业基础数据，建立四川省热浸镀锌行业清洁生产评价指标体系第二层一级指标对第一层目标层的判断矩阵如下所示：

杨孟庄排闸，孔深15m。闸基主要为第②上层壤土、③层壤土，地层厚度稳定。第②下层壤土，粉粒含量较高，夹砂壤土薄层，土质均匀性较差，7.8～9.7m呈软塑状，埋深较大，一般不影响地基稳定。

(1)

根据式(1)计算所得一级指标对目标层的判断矩阵的权向量为w=[0.2979,0.1578,0.1578,0.0885,0.2979]，最大特征根λmax为5.01。为更科学地判断所得权重向量是否满足一致性与传递性，需要执行一致性检验，计算公式如下所示。

(2)

式(2)中，CI为判断矩阵一致性指标(CI=0，有完全的一致性；CI接近于0，有满意的一致性；CI越大，不一致越严重)，λmax为判断矩阵的最大特征根，n为对应指标个数。

为衡量CI的大小，引入同阶平均随机一致性指标RI(对照值见表2)。CI与RI之比称为随机一致性比率，记为CR。当CR<0.10，认为判断矩阵具有可以接受的一致性。当CR≥0.10，需要调整和修正判断矩阵，使其满足CR<0.10，从而具有满意的一致性。

表2 随机一致性指标RI值对照表

计算得到一级指标对目标层的判断矩阵权向量随机一致性比率CR=0.0029<0.1，满足一致性。同理，计算得到二级指标对一级指标的判断矩阵对应权重向量的随机一致性比率分别为0.0198、0.0429、0.0059、0.0000和0.0098，均小于0.1，满足一致性。

热浸镀锌行业清洁生产评价一级指标和二级指标定量权重计算结果如表3所示。

表3 热浸镀锌行业清洁生产定量评价指标权重

1.4 评价方法

1.4.1 指标无量纲化

不同清洁生产指标由于量纲不同，不能直接比较，需要建立原始指标的函数，见式(3)。

(3)

式中：xij表示第i个一级指标下的第j个二级指标；gk表示二级指标基准值，其中g1为I级水平，g2为Ⅱ级水平，g3为Ⅲ级水平；Ygk(xij)为二级指标xij对于级别gk的函数。若指标xij属于级别gk，则函数的值为100，否则为0。

1.4.2 综合评价指数计算

通过加权平均、逐层收敛得到热浸镀锌行业指标在不同级别gk的得分Ygk，计算公式(4)如下：

(4)

公式(4)中：wi为第i个一级指标的权重；wij为第i个一级指标下的第j个二级指标的权重，其中，m为一级指标的个数，n1为第i个一级指标下二级指标的个数。另外，Yg1等同于YI，Yg2等同于YⅡ，Yg3等同于YⅢ。

1.4.3 清洁生产水平综合评分

热浸镀锌企业清洁生产水平通过清洁生产综合评价指数进行评价。根据四川省热浸镀锌行业实际情况，将不同综合评价指数等级的企业分别对应为国内清洁生产领先水平、四川省清洁生产先进水平和四川省清洁生产基本水平，见表4。

表4 不同等级清洁生产企业综合评价指数

2 案例分析

应用上述构建的评价指标体系，对四川省内3家代表性热浸镀锌企业的清洁生产水平进行综合评估，验证该评价指标体系的实用性与可行性。其中，企业1成立于2013年，劳动定员约90人，设置1条热浸镀锌生产线，年产6.7万栏套养猪设备；企业2成立于2007年，劳动定员60余人，设有2条酸洗、冷轧、热浸锌及轻钢龙骨成型加工生产线，年产镀锌带钢5.4万t；企业3成立于1993年，占地面积36亩，建筑面积21 000 m2，劳动定员130余人，年产铁塔、基础设施、地脚等热镀锌产品2万t。

四川省3家热浸镀锌企业清洁水平评价结果见表5。

表5 四川省3家热浸镀锌企业清洁生产水平评价表

续表5

各企业的清洁生产综合评价结果表明：企业1和企业2处于四川省热浸镀锌行业清洁生产基本水平以下，两家企业均未开展过清洁生产审核工作，在酸洗、漂洗工艺改进、酸资源消耗、酸雾产生量、水循环利用等方面处于省内较低清洁生产水平；企业3于被纳入四川省2018年强制性清洁生产审核企业名单，并于该年实施了“热浸镀锌车间废水处理工艺升级”、“引进助镀剂再生设备”、“引进锌烟除尘设备”和“酸雾吸出与净化设备升级改造”4项中/高费清洁生产改造方案，在生产工艺与装备要求、资源能源消耗及综合利用、污染物产生量等方面的清洁生产水平均得到明显提高，目前企业3整体达到四川省热浸镀锌行业清洁生产基本水平，通过持续性清洁生产技术改造并强化环境管理，有望达到先进水平。

3 结 论

本研究结合国内及四川省热浸镀锌行业特征及发展现状，根据清洁生产相关规范及标准要求，构建四川省热浸镀锌行业清洁生产评价指标体系框架，确定评价指标基准值，并利用层次分析法计算得到各级指标权重值。实际案例应用结果表明，本研究建立的《四川省热浸镀锌行业清洁生产评价指标体系》具备一定的指导性、实用性及可操作性，能有效反映四川省热浸镀锌企业的实际清洁生产水平，有助于指导企业开展清洁生产审核，挖掘清洁生产潜力，推动四川省清洁生产工作的全面实施和发展，助力实现节能减排目标。