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【摘 要】本文首先介绍系统地介绍了绿色生产的内容，结合讲述了绿色生产设计的基本理论和方法，谈及建立LCA全生命周期评价方法及生命周期评价方法的标准，生命周期评价应用，探讨了绿色制造的生命周期评价方法的特点。最后举例说明介绍了生命周期评价方法研究半导体制冷芯片的绿色生产情况，运用此法对半导体制冷芯片进行生命周期评价。
【关键词】生命周期评价 LCA 绿色生产 绿色制造
1 生命周期评价及其内容
1.1 生命周期评价（图1）
1.2 生命周期评价的主要特征
①全过程评价；②透明性；③系统性与量化；④注重产品对环境的影响；⑤开放性；⑥不确定性；⑦灵活性。
2 绿色生产概述
（1）绿色生产是指既满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能源消耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程中。（2）绿色生产的目标。①通过资源的综合利用，短缺资源的高效利用，二次能源的利用及节能、降耗、节水、合理利用自然资源等措施，减缓资源的耗竭。②减少废物与污染物的生产和排放，促进工业产品的生产、消费过程与环境相容，降低整个工业活动对人类和环境的风险。
3 LCA实现绿色生产的方法研究
企业绿色生产工作程序包括准备、审计、制定方案和实施方案和效益评价5个基本阶段。将 LCA 的几个部分与绿色生产联系起来，就可得到用 LCA 实现绿色生产的五个主要步骤：（1）确定绿色生产的目标和研究范围；（2）绿色生产清单分析；（3）影响类型和阶段分析；（4）实施绿色生产方法及改进分析；（5）实施绿色生产的效益评价。
4 应用实例
4.1 半导体制冷芯片简介及其制造过程
半导体制冷芯片半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。研究是以广东某电子科技有限公司生产半导体制冷芯片的过程来说明的，如图2所示。
4.2 子系统
①敷铜板的制造；②半导体制冷芯片 的制造及其过程中产生的“三废”（废水、废气和废渣）的处理；③半导体制冷芯片板的运输，从半导体制冷芯片制造厂到电磁炉厂；④产品的运输，从电磁炉厂到零售商或用户；⑤半导体制冷芯片回收利用阶段，包括其收集和粉碎加工；⑥半导体制冷芯片的废弃处置阶段，包括其回收、焚烧或填埋。
4.3 绿色生产方法的提出
这里主要是通过分析由 LCA所得到的产品生命周期对环境贡献较大的影响类型或阶段，分析物料和能量损失的原因，为制定绿色生产方法做准备。
通过对清单数据的分析，可以知道改进潜力最大的影响类型或生产阶段。下面的工作就是对这些重点部分进行分析，提出改进措施，使方法对环境的影响最小。
4.4 绿色生产方法的实施
4.4.1 废水处理的实施
单面印制板生产废水主要是酸性氯化铜蚀刻或三氯化铁蚀刻废水和合干膜、网印料（有机成分）废水。
（1）主要构筑物及附属设备：①调节池。一般含铜废水自集水井提升至调节池后，在池内调节水质、水量。为使水质相对均匀，以有利于实现后续的自动加药，池中采用多点布水及鼓风曝气以强化均质作用。调节池水力停留时间为5h。曝气采用运行稳定、噪声低的三叶风机。由于废水水质呈酸性，对设备具有较强的腐蚀性，因此选用耐酸碱的化工泵。采用下沉式泵房，自灌进水，便于水泵实现自动控制。②反应池。设6格，流速分6档，分别为0.6m/s，0.5 m/s，0.4 m/s，0.3 m/s ，0.2m/s，0.15 m/s；设计中考虑投加3种药剂，分别为硫酸亚铁、液碱和聚丙烯酰胺，反应时间为25min左右。搅拌机选用框式搅拌，搅拌机水下部分为不锈钢材质。③沉淀池。沉淀池采用辐流沉淀池，中心设不锈钢导流桶，内装泡沫粒子，以使配水均匀。污泥经锥底竖式沉降槽输送至集泥井，所排出的污泥含水率低。辐流沉淀池表面负荷为 1.0 m3/（m2·h），水力停留时间为3h。④虹吸滤池。虹吸滤池采用气水反冲洗，先气冲，后水冲，以减少反冲废水量。气反冲强度：15 L/（m2·s），反冲历时6 min；水反冲强度10 L/（m2·s），反冲历时6 min。采用长柄滤头滤板，以使气水分配均匀。滤料采用均质石英砂滤料，截污能力强，滤料粒径0.8～1.0 mm，滤层厚8 cm。虹吸滤池滤速采用8m/h，实现自动反冲洗，减轻了工人劳动强度。⑤中和池。虹吸滤池后设中和池，由于过滤了固体颗粒，只要调节废水的pH值就可以满足排放要求。中和池水力停留时间为2h。
（2）工程设计特点：①沉淀池采用辐流沉淀池，不易堵塞，污泥含水率低，出水效果好，运行维护费用低。②采用虹吸滤池，以将废水中的细微悬浮颗粒物分离出来，确保出水达标；实现自动气水反冲，不仅减轻了工人的劳动强度，而且降低了反冲水量。采用配水配气性能更优越的长柄滤头滤板，使反冲更充分，更均匀，反冲废水量少。③采用隔膜泵和板框压滤机进行污泥处理，泥饼含水率低，成形好，易于搬运，无需投加药剂。④自动化程度高。
4.4.2 废气处理的实施
为减少生产阶段的温室气体排放和降低酸雨的形成，废气的处理显得非常重要。
其他废气包括热熔、热风整平、网印清洗等工序的废气。可采取高空排放的办法进行放空。高空排放虽然不是治理废气的理想办法，但它可以起到减轻地面污染，改善劳动环境的作用，近年来也受到大家的重视。
4.4.3 废渣处理的实施
单面板的泥渣比较单一，都是Cu（OH）2，可以同收，做成CuSO4。剩余物可以采用以下方法：①深埋。用钢筋水泥做一个深坑，把泥渣埋在里面或深沉在海里。②制砖或做其他建筑材料。以一定配比，将泥渣渗和在制砖原料里，做成建筑用砖。一般来说.只要固化后.有害物质在一般的天然水、自来水中基本上不溶出，制成建筑材料后，用于般民用住宅等建筑是完全可以的。
4.4.4 废弃半导体制冷芯片板回收处理的实施
电子垃圾的废弃处置一直是全社会关注的问题，废旧 半导体制冷芯片的回收处置比其他类固体垃圾更难处理。如果不妥善处理与处置，不但会造成有用资源的大量流失，而且会对环境造成严重的危害。
半导体制冷芯片板是玻璃纤维强化树脂和和多种金属的混合物，通常含有30%的塑料，30%的惰性氧化物及40%的金属。
湿法分离回收成本高，若处理不当还会对水资源造成严重的污染，因此其推广应用受到一定程度的限制。
采用焚烧或热解技术在减量方面是可行的，但燃烧将导致一部分有价值、易挥发成分的资源浪费，还将导致有毒有害气体如二苯二恶英和二苯呋喃的排放，污染空气。
用干式机械方法回收金属、贵重金属及其他组分，可获得较高的回收率，而且不会对环境造成负面影响。
在本研究中，广东某电子科技有限公司采用的方法是气流分选回收铜，破碎的目的是为了使铜与环氧树脂、玻璃纤维等充分解离，试验采用两段破碎。
研究结果表明，破碎粒度与铜的解离度关系见表1。
用气流分选技术能实现铜与其他组分的较好分离。
气流分选方法的选择主要是利用物料颗粒的粒度、形状、密度、磁性、电性、机械强度等物理或化学性质的差异进行的。
4.5主要结论
①LCA 方法用于绿色生产是有一定理论基础的。②一种产品从原材料采集到最终废弃处置整个生命周 期过程对环境的影响是可以量化的。③1 吨 半导体制冷芯片 生命周期的环境影响综合指标为 499.85×10-12a。④LCA方法用于绿色生产在实践上是可行的。⑤通过清单分析确定了 半导体制冷芯片 生命周期过程中原料制备阶段的温室效应、半导体制冷芯片制作阶段的温室效应和光化学氧化剂的生成和废弃处置阶段的温室效应这四个部分对环境影响最大。
4.6 建议
①引进和消化吸收国际社会日益发展的生命周期评价 方法，建立符合中国国情的 LCA 方法学体系和数据支撑体 系，开展 LCA 软件和数据库的开发和研究，提供最新的、 精确的和不同类型的方法和数据。②采用 LCA 方法对企业生产全过程进行绿色生产分析 和评价，并完善绿色生产指标体系，为企业绿色生产审计提供可靠的技术保证，同时，尽快建立企业绿色生产定量考核与评价规范，促进企业可持续发展。③研究政府部门如何利用 LCA 手段进行环境管理和决策。对于与产品、技术、工艺和产业等有关的国家重大计划和政策（产品政策、绿色采购）的出台，进行生命周期分析。因此，应制定长期的绿色生产计划，针对产品生命周期过程中出现的污染最严重的阶段和类型，不断开发研制新的绿色生产技术，持续推行绿色生产。
参考文献：
[1]刘志峰，许永华，刘学平 等.绿色产品评价方法研究.中国机械工程，2000.
[2]曾建春.面向产品生命周期的环境、成本和性能多指标评价.中国机械工程，2000.