US EPA

Využití Vody a Odpadní Vody v Průmyslových Zařízeních

• Definice Odpadních Vod
• Průmyslové Využití Vody
• Konec Vody Použití: Jak Voda Se Používá v Zařízení
• Měřící Zařízení Vody Použití: Měření a Submetering
• Náklady Spojené s používáním Vody
• Za
• Poznámky pod čarou
• Toolkit Navigace

Definice Odpadní Vody

Voda je jedním z nejdůležitějších zdrojů ve světě, a je nezbytné pro všechny typy průmyslu. Voda je potřebná ve značném množství k vytvoření zboží z potravinářských výrobků na křemíkové čipy. V této sadě nástrojů termín „odpad z vody“ označuje použití vody za bod, který optimalizuje hodnotu pro zákazníka. To zahrnuje spotřebu vody bez přidané hodnoty během provozu zařízení a podpůrných procesů, a od dodavatelského řetězce přes výrobu, použití produktu, a likvidace odpadu. Odpad z vody může poškodit zdraví a pohodu lidí a ekosystémů tím, že odvádí vodu od jiných potřeb a prospěšných využití. Snížení plýtvání vodou může pomoci zajistit, aby současné i budoucí generace měly přístup k udržitelnému zásobování vodou.

Zlepšete účinnost vody ve vašem zařízení snížením odpadu z vody, a to nejen snížením příjmu vody, ale nalezením kreativních způsobů, jak efektivněji využívat vodu. Účinnost vody, Jak se termín používá v této sadě nástrojů, se týká snížení množství vody použité na jednotku výroby. Účinnost vody se týká minimálního množství vody potřebné k provedení úkolu. (Všimněte si, že zlepšení účinnosti vody nemusí nutně znamenat snížení celkové spotřeby vody v zařízení, protože zvýšení výroby může kompenzovat zvýšení účinnosti vody.) Příklady vodního odpadu zahrnují:

• Ztráta vody skrz materiál selhání, jako jsou děravé hadice, trysky
• Vyřazení vody, které by mohly být znovu použity, například ošetřené opláchněte vodou
• vypouštění Odpadních vod
• Voda používá high-flow spotřebiče místo účinnějších alternativ
• Využívání vody v přebytku nutnosti, jako je například použití příliš mnoho vody pro zařízení nebo jejich částí, čištění

Pochopení mnoha míst, kde odpadní vody dochází, je důležitým prvním krokem pro identifikaci oblastí pro zlepšení.

začátek Stránky

Průmyslové Vody Použití

využívání vody podle odvětví, a to jak ve Spojených Státech a na celém světě, představuje významnou část celkové spotřeby vody. Odhaduje se, že použití průmyslové vody v USA je více než 18.2 miliard galonů denně (z přímých odběrů vody, bez použití vody z veřejných vodovodů)1. Zatímco průmyslové vody výběry tvoří jen pět procent z celkového vody výběry ve Spojených Státech, termoelektrické síly vody výběry účet pro 49 procent. Průmyslové a výrobní podniky také využívají asi 12 procent veřejného zásobování vodou. Průmyslové uživatelů vody zahrnout zařízení zapojených v odvětvích, jako jsou chemické látky, potraviny a nápoje, papír a přidružené produkty, ocel, elektroniky a počítačů, povrchová úprava kovů, rafinace ropy, a dopravní zařízení. Celkově jsou dva z nejvíce spotřebovávajících sektorů ekonomiky zemědělství a termoelektrická energie, i když jiná průmyslová odvětví mohou v některých oblastech využívat významnou část veřejných dodávek vody.

podíl průmyslové spotřeby vody může být v určitých zeměpisných oblastech mnohem větší a tyto oblasti mohou zaznamenat značné tlaky na dodávky. Postava 3, níže, ukazuje geografické rozložení nedostatku vody po celém světě. Oblasti náchylné k nedostatku vody pravděpodobně zažijí pokračující konkurenci o vodní zdroje, což může ovlivnit váš vztah s okolní komunitou. Uvědomte si polohu vašeho zařízení vzhledem k možnému nedostatku vody a při umístění nových zařízení nebo budování vztahů s novými dodavateli zvažte konkurenci ve vodě. Ve Spojených Státech, Národní Integrované Sucho Informační Systém udržuje uživatelsky přívětivý webový portál s aktuální informace, předpovědi, mapy, zprávy a zdroje řešení sucha a nedostatku vody.

průmyslové využití vody se liší podle odvětví, protože různé činnosti vyžadují různé vstupy vody. Kolonka 6 uvádí osm průmyslových odvětví, která vyžadují značné vstupy vody.

voda je velmi důležitým zdrojem pro mnoho průmyslových odvětví a v důsledku toho existuje mnoho příležitostí ke snížení spotřeby vody. V případě high-tech průmyslu, který používá značné množství vody k výrobě polovodičů a dalších složek, voda je životně důležité pro průmysl operací. Čištění a oplachování křemíkových čipů může vyžadovat miliardy galonů vody ročně; k výrobě jednoho čipu lze použít až 7900 galonů2. Oblečení se také řadí na vysoké místo v seznamu průmyslových odvětví náročných na vodu, s výrobou bavlny a zpracováním Textilu vyžadujícím značné vstupy vody. Mezi průmyslovými výrobci je sektor lesních produktů třetím největším spotřebitelem vody v USA, který vyžaduje velké objemy vody pro výrobu buničiny a papíru. Průmysl elektrické energie přímo používá voda značně pro chlazení a čištění emisí; elektráren na fosilní paliva a jaderné elektrárny vyžadují stovky litrů vody za každou kilowatthodinu elektrické energie, která se produce3. Tabulka 1 ukazuje typická množství vody potřebná k výrobě jedné tuny několika vyrobených produktů.

Tam je hodně variace mezi průmyslová odvětví v relativní spotřeba vody a potřeba vody se značně liší napříč fáze výrobku nebo služby hodnotového řetězce, od dodavatelů přes výrobu až po použití produktu. Je důležité vědět, kde v hodnotovém řetězci vašem oboru je využívání vody je nejtěžší, takže si můžete vhodně cíl úsilí o zlepšení. Například oděvní průmysl využívá velké objemy vody při výrobě surovin, zatímco biotechnologický a farmaceutický průmysl využívá většinu svých vodních zdrojů v přímých operacích. Tabulka 2 ukazuje relativní intenzitu vody dopad (v rozmezí od nuly do tří čtverců) v různých segmentech hodnotového řetězce pro několik průmyslových odvětví.

začátek stránky

konečné použití vody: Jak se voda používá v zařízeních

aby se snížil odpad vody v průmyslu, je důležité pochopit mnoho způsobů, jak se voda používá v zařízeních. Porozumění konečnému využití vody je zásadní pro identifikaci příležitostí k úsporám vody. Zatímco konečné využití vody se liší podle odvětví a zařízení, existují kategorie využití vody, které jsou přítomny ve většině průmyslových zařízení. Použití vody ve většině průmyslových odvětví lze rozdělit do následujících širokých koncových použití:

• zpracování výroby a použití v produktu
• pomocné procesy (např. chladicí věže a kotle)
• vnitřní domácí použití (např. toalety, kuchyně a prádelna)
• zavlažování krajiny

tyto široké kategorie zahrnují mnoho způsobů, jak průmyslová zařízení používají vodu. Mezi USA průmyslových zákazníků, chlazení (včetně chladicí věže a otevřené chladicí systémy) tvoří největší kategorii průmyslové vody end použití, s více než 50% z průmyslové a obchodní poptávka po vodě v kombinaci jít směrem cooling4.

množství vody potřebné pro různá konečná použití se liší podle odvětví. Služby a výrobní zařízení vyžadují nejvíce vody pro mytí a zpracování, zatímco potraviny a nápoje, zařízení použití většinu jejich příjmu vody v produktu příprava. Obrázek 4 ukazuje příklady konečného použití vody ve zpracovatelském průmyslu počítačů a elektroniky a v potravinářském průmyslu.

Hlavní konečné použití vody často poskytují největší příležitosti pro vodu, snížení odpadu a zlepšení účinnosti. Například v mnoha potravinářských, nápojových a farmaceutických společnostech může zařízení na čištění představovat až 50 až 70 procent celkové spotřeby vody v zařízení a představuje podstatnou příležitost k úspoře vody5. Obrázek 5 ukazuje, jak voda teče přes několik různých konečná použití u průmyslových zařízení; všimněte si, že toto schéma neobsahuje všechny možnosti opětovného použití. Přemýšlejte o tom, jak by vypadal podobný diagram, který ukazuje spotřebu vody ve vašem zařízení.

kromě těchto kategorií konečného použití vody mají konkrétní průmyslová odvětví procesy, které vyžadují značné množství vody. Například v textilním průmyslu může typický stroj s kontinuálním bělením tkanin spotřebovat 11 000 galonů vody za hodinu6.

začátek stránky

měřící zařízení Použití vody: měření a Podměřování

Chcete-li lépe porozumět vzorcům využití vody ve vašem zařízení, je téměř vždy užitečné používat vodoměry. Mnoho štíhlých metod se spoléhá na dostupnost včasných a přesných informací o klíčových metrikách výkonu. Měřením spotřeby vody a toků na úrovni zařízení a / nebo procesu je mnohem snazší identifikovat příležitosti k účinnosti vody. Jak se říká, nemůžete řídit to, co neměříte. Existují dva typy vodoměrů: zdrojové měřiče měří množství vody dodávané do zařízení, zatímco submetry měří využití pro specifické činnosti, jako jsou chladicí věže, využití procesu nebo využití vody v krajině.

vodoměry mohou být přenosné nebo upevněné na konkrétním zařízení. Použití přenosné vodoměry k měření vodních toků pro postupy nebo operace v zařízení, jako součást Štíhlé úsilí jako gemba walks, value stream mapping, kaizen událostí (strategie diskutovány v Kapitolách 3-4). Ruční akustický vodoměr můžete připevnit na potrubí na několika místech, kde si myslíte, že by mohlo dojít k nadměrnému používání vody. Porovnejte údaje o vodě z hlavního měřiče s vodou protékající potrubím v procesu, abyste potvrdili, kde existují potenciální příležitosti k úsporám vody. Tyto údaje vám mohou pomoci vytvořit vodní bilanci (popsanou v kapitole 3). Zdroje, které vám pomohou určit míru spotřeby vody, včetně výpočtů a převodů jednotek, naleznete v dodatku B.

Přesně měření využívání vody může pomoci identifikovat oblasti pro cílené snižování a sledování pokroku z vody-vylepšení účinnosti. Submetry mohou také pomoci identifikovat netěsnosti a indikovat, kdy zařízení nefunguje správně. V některých případech může být také užitečné měřit tlak vody, pokles tlaku může naznačovat přítomnost úniku. Zejména u menších zařízení však nemusí mít smysl používat měřiče všude. Zvažte použití měřičů, pokud potřebujete pečlivě sledovat data; například před a po události zlepšování procesu při procesu náročném na vodu. Pomocí údajů poskytnutých měřiči můžete porovnat spotřebu vody a zjistit, jak vaše úsilí zlepšilo účinnost vody vašeho zařízení. Větší zařízení mohou také integrovat měřiče do centralizovaných systémů správy budov, což usnadňuje elektronicky sledovat spotřebu vody, generovat zprávy a spouštět upozornění při zjištění netěsností nebo anomálií. Pro další rady o tom, kdy používat vodoměry, poraďte se se svým místní užitkové vody nebo zdroje v Dodatku a.

Instalace měřičů a zajištění, že funguje správně, jsou rozhodující pro přesné měření tlaku vody. Existuje mnoho typů a velikostí metrů určených pro různá použití, takže je důležité vybrat ten správný. Nesprávné rozměry nebo typ měřiče mohou způsobit problémy. Například poddimenzovaný vodoměr může způsobit nadměrnou ztrátu tlaku, snížený průtok a hluk. Nadrozměrné měřiče nejsou ekonomické a přesně neměří minimální průtoky7. Je také důležité zajistit, aby vodoměry byly řádně kalibrovány podle doporučení výrobce a aby byly na měřicích zařízeních dodržovány vhodné postupy údržby. Většina měřičů má vnitřní mechanické části a začne podhodnocovat množství použité vody, Jak měřič stárne a mechanické části se opotřebovávají. Pokud jsou zjištěna abnormální měření vody, zkontrolujte měřicí zařízení, abyste se ujistili, že výsledky nejsou způsobeny selháním měřicího zařízení.

měřením spotřeby vody na úrovni zařízení a procesů mohou pracovníci zařízení shromažďovat data, aby informovali o úsilí o zlepšení Lean. Zde je několik praktických tipů pro použití vodoměrů jako součást štíhlého úsilí:

• Použití měřičů průtoku a kvality vody a čistoty norem pro standardní práce za použití vody, průtoku, hladiny a tlaku, přičemž se v úvahu „set body“ doporučená specifikace zařízení a zařízení provozní postupy. Tyto základní úrovně poskytují důležitý kontext toho, co odpovídá „normálním“ provozním parametrům, podle nichž lze posoudit zlepšení a nové ztráty vody.
• použijte údaje, které měřiče poskytují k určení vhodné frekvence pro agregaci a vykazování vodních opatření (např., hodinové, denní nebo týdenní), které nejlépe vyhovuje potřebám vašeho zařízení.
• ukažte zaměstnancům, jak číst a používat vodoměry jako součást štíhlých aktivit, jako jsou procházky gemba, mapování hodnotových toků a události kaizen, aby mohli identifikovat příležitosti k úsporám vody.
• Po použití vody redukce cílů a vody použití informace v továrně na Štíhlé řízení výroby desky nebo v jiných přístupných místech zvýšit povědomí o využívání vody a účinnosti mezi zaměstnanci.
• Sledujte data z vodoměrů v průběhu času. Správce portfolia, online srovnávací nástroj pro výkon budov dostupný v programu ENERGY STAR vám pomůže sledovat a porovnávat údaje o spotřebě vody. Pro více informací o Portfolio Manažer, viz Dodatek A.

začátek Stránky

Náklady Vody, Odpadu

Jak je uvedeno v Kapitole 1, náklady spojené s užívání vody zahrnuje více než přímé náklady budete platit za dodávky vody, ale také náklady na vodu, jak to cestuje přes procesy a operace (viz Obrázek 7). Box 7 uvádí příklady nákladů na vodu, jako jsou energie, kontrola znečištění, dodržování předpisů a náklady na suroviny.

Odhad mnoho komponent z celkové vody, náklady na zařízení, může začít s náklady na vodu zakoupit od nástroje, ale měly by také zahrnovat náklady na kroky potřebné ke zpracování, používání a vypouštění vody. Tyto náklady mohou činit mnohem více, než co se objeví na účtu za elektřinu. Při odhadu nákladů na vodu je důležité vzít v úvahu tyto a další nepřímé náklady ve všech funkcích zařízení. Při posuzování nákladů na vodu nezapomeňte použít odhadované budoucí sazby, abyste mohli promítnout úroveň úspor, která bude možná při zlepšení.

Plné náklady spojené s používáním vody často značně převažují nad přímé náklady. Přímé náklady na nákup vody z utility nemusí zdát natolik významné, sám zásluhy v úsilí snížit užívání vody, ale při plné náklady vody je posuzována finanční úspory mohou být značné. Tabulka 3 ukazuje příklad různých nákladů na vodu v průmyslovém procesu. V tomto příkladu jsou odhadované úspory z provádění vylepšení pouze pomocí přímých nákladů na vodu a kanalizaci pouze 56 procent odhadovaných úspor s využitím plných nákladů na vodu. Flexibilní úspora nákladů na konzervovanou vodu se odhaduje na 40 procent celkových nákladů na úpravu. Flexibilní náklady na léčbu vztahují na výdaje, které se liší podle objemu vody upravené (např. energie pro čerpadla a léčit vody, chemikálie pro čištění); fixní náklady (např. kapitálové vybavení používané pro léčbu) není obvykle liší jako odpadní vody propustnost změny.

Dodatek B obsahuje Vodu, Náklady Kalkulačka, která poskytuje šablonu pro výpočet společných nákladů spojených s vodou použití v průmyslových zařízeních. Může být také užitečné odhadnout potenciální úspory vody a dolaru, které by vyplynuly z provádění opatření účinnosti vody ve vašem zařízení; viz Příloha C pro některé rovnice, které můžete použít k vedení těchto odhadů.

V některých voda-zdůraznil oblastí, průmyslových zařízení mohou čelit možnosti ještě větší waterrelated náklady—ušlý příjem z potřeby omezit výrobu v případě vody narušení dodávek. Soutěž o vodu napříč obytnými, zemědělskými, průmyslovými a environmentálními potřebami v období nedostatku vody může vést místní vodohospodáře k omezení průmyslového využívání vody. Pochopení zranitelnosti vůči narušení místních dodávek vody může být důležitým hlediskem při posuzování skutečných nákladů na spotřebu vody při rozšiřování nebo vývoji nových zařízení.

Další kapitola pojednává o strategiích pro pochopení toho, jak se voda používá ve vašem zařízení, a o možnostech, jak snížit spotřebu vody a zlepšit provoz.

začátek stránky

Chcete-li zvážit

• jaké jsou primární využití vody ve vašem zařízení?
• jaké procesy a provozy zařízení využívají nejvíce vody?
• jaké náklady jsou spojeny s používáním vody ve vašem zařízení? Jaké nepřímé náklady mohou být nezohledněny?

začátek stránky

poznámky pod čarou

1 Kenny, Joan F.et. Ala. Odhadované využití vody ve Spojených státech v roce 2005. USGS. 2009. Údaje USGS nezahrnují průmyslové využití vody čerpané z obecních vodovodních systémů, pouze přímé odběry z povrchových a podzemních zdrojů. Skutečná průmyslová spotřeba vody je pravděpodobně větší. Informace o využívání vody mimo USA viz AQUASTAT, Organizace OSN pro výživu a zemědělství, „odběr vody podle odvětví, kolem roku 2003.“Všimněte si, že údaje FAO zahrnují odběry termoelektrické chladicí vody v součtech průmyslových vod.

2 Uphadyay, Sanjay, “ Mikroelektronika-podpora růstových příležitostí na Ultračistém trhu s vodou.“Frost & Sullivan. 19. srpna 2011.

3 CERES and Pacific Institute, „nedostatek vody & změna klimatu: Rostoucí rizika pro podniky & investoři,“ únor 2009.

4 Vickers, Amy. Příručka využití vody a zachování. Vodní Pluh. 2001.

5 General Electric Company Vody & Process Technologies, „Řešení pro Udržitelné Úspory Vody: Návod na využívání Vody,“ 2007.

6 North Carolina Department of Environment and Natural Resources, Water Efficiency Manual for Commercial, Industrial and Institutional Facilities, May 2009.

7 Smith, Timothy a. instalatérské systémy a Design. Výběr vodoměru a dimenzování. 2008.

začátek Stránky

Toolkit Navigace

• Obsah & Poděkování
• Shrnutí
• Úvod
• 1. Kapitola: Úvod
• Kapitola 2: Používání Vody a Odpadní Vody v Průmyslových Zařízeních
• 3. Kapitola: Nalezení Vody, Odpadu v Továrně
• Kapitola 4: Štíhlý a Vody, Zlepšení Účinnosti Strategie
• Kapitola 5: Štíhlá a Vody Nad Továrně
• Kapitola 6: Závěr
• Dodatek A: Vody Účinnost Zdroje a Technickou Pomoc, Poskytovatele
• Dodatek B: Voda Náklady Kalkulačka
• Dodatek C: Voda Převody jednotek a Výpočty
• Dodatek D: Vody Účinnost Příležitosti Seznam
• Dodatek E: Glosář Vody Hlediska

začátek Stránky