US EPA

vandforbrug og vandaffald på industrielle anlæg

• Definition af vandaffald
• industriel vandforbrug
• vand slutanvendelser: hvordan vand bruges på Faciliteter
• Måleanlæg vandforbrug: måling og Submetering
• omkostninger forbundet med vandforbrug
• at overveje
• fodnoter
• Toolkit navigation

definition af vandaffald

vand er en af de mest kritiske ressourcer i verden og er nødvendig for alle typer industri. Vand kræves i betydelige mængder for at skabe varer fra fødevarer til siliciumchips. I dette værktøjssæt henviser udtrykket “vandaffald” til brug af vand ud over det punkt, der optimerer værdien for kunden. Dette inkluderer ikke-værditilvækst vandforbrug i hele anlæggets drift og supportprocesser, og fra forsyningskæden gennem produktion, produktbrug, og bortskaffelse af affald. Vandaffald kan skade menneskers og økosystemernes sundhed og trivsel ved at aflede vand fra andre behov og gavnlige anvendelser. Reduktion af vandspild kan hjælpe med at sikre, at nuværende og fremtidige generationer har adgang til en bæredygtig vandforsyning.

forbedre dit anlægs vandeffektivitet ved at reducere vandspild, ikke kun ved at reducere vandindtag, men ved at finde kreative måder at bruge vand mere effektivt på. Vandeffektivitet, som udtrykket bruges i dette værktøjssæt, henviser til reduktioner i mængden af vand, der anvendes pr. Vandeffektivitet refererer til den mindste mængde vand, der er nødvendig for at udføre en opgave. (Bemærk, at vandeffektivitetsforbedringer ikke nødvendigvis betyder, at et anlægs samlede vandforbrug er faldet, da stigninger i produktionen kan udligne vandeffektivitetsgevinster.) Eksempler på vandaffald omfatter:

• tab af vand gennem materialefejl, såsom utætte slangedyser
• kassering af vand, der kan genbruges, såsom behandlet skyllevand
• spildevandsudledninger
• vand, der bruges af højstrømsapparater i stedet for mere effektive alternativer
• brug af vand ud over nødvendigheden, såsom brug af for meget vand til rengøring af anlæg eller dele

forståelse af de mange steder, hvor vandaffald forekommer, er et vigtigt første skridt for identificering af områder til forbedring.

øverst på siden

industriel vandforbrug

industriens brug af vand, både i USA og i hele verden, repræsenterer en betydelig del af det samlede vandforbrug. Det amerikanske industrielle vandforbrug anslås at være mere end 18,2 milliarder gallon om dagen (fra direkte vandudtag, ikke inklusive vandforbrug fra offentlig vandforsyning)1. Mens industrielle vandudtag tegner sig for kun fem procent af de samlede vandudtag i USA, udgør termoelektrisk vandudtag 49 procent. Industri-og fremstillingsvirksomheder bruger også omkring 12 procent af den offentlige vandforsyning. Industrielle vandbrugere omfatter faciliteter involveret i sektorer som kemikalier, mad og drikkevarer, papir og tilhørende produkter, stål, elektronik og computere, metalbehandling, olieraffinering og transportudstyr. Samlet set er to af de mest vandforbrugende sektorer i økonomien landbrug og termoelektrisk kraft, selvom andre industrier muligvis bruger en betydelig del af de offentlige vandforsyninger i nogle områder.

andelen af industrielt vandforbrug kan være meget større i visse geografiske områder, og disse områder kan opleve et betydeligt forsyningstryk. Figur 3, under, viser en geografisk fordeling af vandknaphed over hele kloden. Områder, der er udsat for vandknaphed, vil sandsynligvis opleve fortsat konkurrence om vandressourcer, hvilket kan påvirke dit forhold til det omgivende samfund. Vær opmærksom på dit anlægs placering i forhold til potentiel vandknaphed, og overvej vandkonkurrence, når du placerer nye faciliteter eller bygger relationer med nye leverandører. I USA opretholder det nationale integrerede Tørkeinformationssystem en brugervenlig internetportal med aktuelle oplysninger, prognoser, kort, rapporter og ressourcer, der adresserer tørkeforhold og vandknaphed.

industrielt vandforbrug varierer efter sektor, da forskellige aktiviteter kræver forskellige input af vand. Boks 6 viser otte industrier, der kræver betydelige tilførsler af vand.

vand er en meget vigtig ressource for mange industrier, og som et resultat er der mange muligheder for at reducere vandforbruget. For den højteknologiske industri, der bruger betydelige mængder vand til fremstilling af halvledere og andre komponenter, er vand afgørende for industriens drift. Rengøring og skylning af siliciumchips kan kræve milliarder liter vand om året; at producere en enkelt chip kan bruge op til 7.900 galloner2. Beklædning rangerer også højt på listen over vandintensive industrier, hvor bomuldsproduktion og tekstilforarbejdning kræver betydelige input af vand. Blandt industriproducenter er skovproduktsektoren den tredjestørste forbruger af vand i USA, der kræver store mængder vand til fremstilling af papirmasse og papir. Elindustrien bruger direkte vand i vid udstrækning til køling og emissionsskrubning; fossile brændselsanlæg og atomkraftværker kræver hundreder af liter vand for hver kilovatt-time elektricitet, de producerer3. Tabel 1 viser typiske vandmængder, der kræves for at producere et ton af flere fremstillede produkter.

der er stor variation blandt industrisektorer i relativ vandforbrug, og behovet for vand varierer meget på tværs af produktets eller tjenestens faserværdikæde, fra leverandører gennem produktion til produktbrug. Det er vigtigt at vide, hvor i værdikæden din branches vandforbrug er tungest, så du på passende vis kan målrette forbedringsindsatsen. For eksempel bruger beklædningsindustrien store mængder vand i råmaterialeproduktion, mens biotek-og medicinalindustrien bruger det meste af sine vandressourcer i direkte drift. Tabel 2 viser den relative intensitet af vandpåvirkning (fra nul til tre firkanter) i forskellige segmenter af værdikæden for flere industrisektorer.

øverst på siden

vand ende anvendelser: Hvordan vand bruges på anlæg

for at reducere vandspild i industrien er det vigtigt at forstå de mange måder, hvorpå vand bruges i anlæg. Forståelse af slutanvendelser til vand er afgørende for at identificere vandbesparelsesmuligheder. Mens slutanvendelserne af vand varierer efter industri og anlæg, er der kategorier af vandforbrug, der findes på de fleste industrielle faciliteter. Vandforbrug i de fleste industrier kan klassificeres i følgende brede anvendelsesformål:

• produktionsforarbejdning og anvendelse i produktet
• hjælpeprocesser (f. eks. rengøring)
• køling og opvarmning (f.eks. køletårne og kedler)
• indendørs husholdningsbrug (f. eks. toiletter, køkkener og vaskeri)
• Landskabsvanding

disse brede kategorier omfatter mange af måderne industrielle faciliteter bruger vand på. Blandt amerikanske industrikunder omfatter køleoperationer (inklusive køletårne og åbne kølesystemer) den største enkeltkategori af industrielt vand slutbrug, hvor mere end 50 procent af det industrielle og kommercielle vandbehov tilsammen går mod køling4.

den mængde vand, der kræves til de forskellige slutanvendelser, varierer fra branche til branche. Service-og produktionsfaciliteter kræver mest vand til vask og forarbejdning, mens mad-og drikkevarefaciliteter bruger det meste af deres vandindtag i produktforberedelse. Figur 4 viser eksempler på endelige anvendelser af vand i computer-og elektronikindustrien og fødevareindustrien.

større slutanvendelser af vand giver ofte de største muligheder for reduktion af vandaffald og forbedring af effektiviteten. For eksempel kan rengøringsprocesudstyr i mange fødevare -, drikkevare-og farmaceutiske virksomheder tegne sig for så meget som 50 til 70 procent af et anlægs samlede vandforbrug og repræsenterer en betydelig mulighed for at spare vand5. Figur 5 illustrerer, hvordan vand strømmer gennem flere forskellige slutanvendelser på et industrianlæg; bemærk, at dette diagram ikke indeholder alle genbrugsmuligheder. Tænk på, hvordan et lignende diagram ville se ud, der viser vandforbruget på dit anlæg.

ud over disse kategorier af slutanvendelse til vand har specifikke industrier processer, der kræver betydelige mængder vand. For eksempel i tekstilindustrien kan en typisk kontinuerlig stofblegemiddelmaskine forbruge 11.000 liter vand i timen6.

øverst på siden

måling af vandforbrug: måling og Submetering

for at få en bedre forståelse af vandforbrugsmønstre på dit anlæg er det næsten altid nyttigt at bruge vandmålere. Mange Lean-metoder er afhængige af tilgængeligheden af rettidige og nøjagtige oplysninger om vigtige præstationsmålinger. Ved at måle vandforbrug og-strømme på anlægs-og/eller procesniveau bliver det meget lettere at identificere vandeffektivitetsmuligheder. Som man siger, kan du ikke styre, hvad du ikke måler. Der er to typer vandmålere: Kildemålere måler mængden af vand, der leveres til anlægget, mens submetre måler brugen til specifikke aktiviteter såsom køletårne, procesbrug eller landskabsvandbrug.

vandmålere kan enten være bærbare eller fastgjort på specifikt udstyr. Brug bærbare vandmålere til at måle vandstrømme til processer eller operationer i dit anlæg, som en del af Lean indsats såsom gemba gåture, værdistrøm kortlægning og begivenheder (strategier diskuteret i kapitel 3-4). Du kan spænde en håndholdt akustisk vandmåler på et rør et par steder, hvor du tror, at der kan være overdreven vandforbrug. Sammenlign vanddataene fra mastermåleren med vandet, der strømmer gennem rørene i processen for at bekræfte, hvor der er potentielle vandbesparelsesmuligheder. Disse data kan hjælpe dig med at udvikle en vandbalance (beskrevet i kapitel 3). Se Bilag B for ressourcer, der kan hjælpe dig med at bestemme vandforbruget, herunder beregninger og enhedskonverteringer.

nøjagtig måling af vandforbrug kan hjælpe dig med at identificere områder til målrettede reduktioner og spore fremskridt fra vandeffektivitetsopgraderinger. Submetre kan også hjælpe med at identificere lækager og angive, hvornår udstyret ikke fungerer korrekt. I nogle tilfælde kan det også være nyttigt at måle vandtrykket; et trykfald kan indikere tilstedeværelsen af en lækage. Men især for mindre faciliteter vil det ikke nødvendigvis være fornuftigt at bruge målere overalt. Overvej at bruge målere, når du har behov for nøje at spore data; for eksempel før og efter en procesforbedringshændelse på en vandintensiv proces. Du kan bruge dataene fra målerne til at sammenligne vandforbruget og se, hvordan din indsats har forbedret dit anlægs vandeffektivitet. Større faciliteter kan også integrere målere i centraliserede bygningsstyringssystemer, hvilket gør det nemt at elektronisk spore vandforbrug, generere rapporter og udløse advarsler, når der findes lækager eller anomalier. For yderligere råd om, hvornår du skal bruge vandmålere, skal du kontakte dit lokale vandværk eller ressourcerne i tillæg A.

installation af den korrekte måler og sikring af, at den fungerer korrekt, er afgørende for nøjagtig vandmåling. Der er mange typer og størrelser af målere beregnet til forskellige anvendelser, så det er vigtigt at vælge den rigtige. Forkert størrelse eller type måler kan forårsage problemer. For eksempel kan en underdimensioneret vandmåler forårsage for stort tryktab, reduceret strømning og støj. Overdimensionerede målere er ikke økonomiske og måler ikke nøjagtigt minimale strømningshastigheder7. Det er også vigtigt at sikre, at vandmålere er korrekt kalibreret i henhold til producentens anbefaling, og at passende vedligeholdelsesmetoder følges på måleudstyr. De fleste målere har interne mekaniske dele og vil begynde at underregistrere mængden af vand, der bruges, når måleren bliver ældre, og de mekaniske dele slides ned. Når der opdages unormale vandmålinger, skal du kontrollere måleudstyret for at sikre, at resultaterne ikke skyldes fejl i måleudstyret.

Ved måling af vandforbrug på anlægget og procesniveauer kan facilitetspersonale kompilere data for at informere Lean forbedringsindsats. Her er nogle praktiske tip til brug af vandmålere som en del af Lean-indsatsen:

• brug strømningsmålere og vandkvalitets-eller renhedsstandarder til at etablere standardarbejde for vandforbrug, strømning og trykniveauer under hensyntagen til “sætpunkter”, der anbefales af udstyrsspecifikationer og driftsprocedurer i anlægget. Disse basisniveauer giver vigtig sammenhæng med, hvad der tegner sig for “normale” driftsparametre, mod hvilke forbedringer og nye vandtab kan vurderes.
• Brug data, som målere leverer til at bestemme den passende frekvens til aggregering og rapportering af vandmål (f. eks. hver time, dagligt eller ugentligt), der bedst opfylder dit anlægs behov.
• Vis medarbejderne, hvordan man læser og bruger vandmålere som en del af magre aktiviteter såsom gemba-gåture, kortlægning af værdistrøm og begivenheder, så de kan identificere vandbesparelsesmuligheder. Post mål for reduktion af vandforbrug og oplysninger om vandforbrug på fabriksgulvet på Lean production control boards eller andre tilgængelige steder for at øge bevidstheden om vandforbrug og effektivitet blandt medarbejderne.
• spor data fra vandmålere over tid. Portfolio Manager, et online benchmarkingværktøj til bygningspræstationer, der er tilgængeligt fra ENERGY STAR-programmet, kan hjælpe dig med at spore og benchmarke vandforbrugsdata. For mere information om Porteføljeforvalteren, se tillæg A.

øverst på siden

omkostninger til vandaffald

som nævnt i kapitel 1 omfatter omkostninger forbundet med vandforbrug mere end de direkte omkostninger, du betaler for vandforsyning, men også omkostningerne til vand, når det bevæger sig gennem processer og operationer (se figur 7). Boks 7 indeholder eksempler på vandomkostninger, såsom energi, forureningsbekæmpelse, overholdelse af lovgivningen og råmaterialeomkostninger.

estimering af de mange komponenter i de samlede vandomkostninger for et anlæg kan begynde med omkostningerne ved vand købt fra forsyningsselskaber, men bør også omfatte omkostningerne ved trin, der kræves for at behandle, bruge og udlede vandet. Disse omkostninger kan beløbe sig til en hel del mere end hvad der vises på en forsyningsregning. Ved beregning af vandomkostninger er det vigtigt at overveje disse og andre indirekte omkostninger gennem alle funktioner i et anlæg. Sørg for at bruge estimerede fremtidige satser, når du vurderer vandomkostningerne, for at projicere det besparelsesniveau, der vil være muligt, når der foretages forbedringer.

fulde omkostninger forbundet med vandforbrug opvejer ofte de direkte omkostninger. De direkte omkostninger ved at købe vand fra et værktøj kan ikke virke betydelige nok alene til at fortjene indsatsen for at reducere vandforbruget, men når de fulde omkostninger ved vand vurderes, kan de økonomiske besparelser være betydelige. Tabel 3 viser et eksempel på de forskellige omkostninger ved vand i en industriel proces. I dette eksempel er de anslåede besparelser ved at implementere forbedringer ved hjælp af direkte vand-og kloakomkostninger alene kun 56 procent af de anslåede besparelser ved hjælp af de fulde omkostninger ved vand. De fleksible omkostningsbesparelser for konserveret vand anslås til at være 40 procent af de samlede behandlingsomkostninger. Fleksible behandlingsomkostninger henviser til udgifter, der varierer afhængigt af mængden af behandlet vand (f.eks. energi, der bruges til at pumpe og behandle vand, behandlingskemikalier); faste omkostninger (f. eks. kapitaludstyr, der bruges til behandling) varierer typisk ikke, når spildevandsgennemstrømningen ændres.

Appendiks B indeholder en Vandomkostningsberegner, der giver en skabelon til beregning af fælles omkostninger forbundet med vandforbrug på industrielle anlæg. Det kan også være nyttigt at estimere de potentielle vand-og dollarbesparelser, der ville være resultatet af implementering af vandeffektivitetsforanstaltninger på dit anlæg; se Bilag C for nogle ligninger, som du kan bruge til at guide disse estimater.

i nogle vandbelastede områder kan industrianlæg have mulighed for at få endnu større vandrelaterede omkostninger-dvs.tabte indtægter som følge af behovet for at begrænse produktionen i tilfælde af vandforsyningsforstyrrelser. Konkurrence om vand på tværs af bolig -, landbrugs -, industri-og miljøbehov i perioder med vandknaphed kan føre til, at lokale vandforvaltere indfører grænser for industrielt vandforbrug. Forståelse af sårbarheden over for forstyrrelser af lokale vandforsyninger kan være en vigtig overvejelse, når man vurderer de sande omkostninger ved vandforbrug, når man udvider eller udvikler nye faciliteter.

det næste kapitel diskuterer strategier for at forstå, hvordan vand bruges på dit anlæg og identificere muligheder for at reducere vandforbruget og forbedre driften.

øverst på siden

at overveje

• hvad er de primære vand endelige anvendelser på dit anlæg?
• hvilke processer og anlæg bruger mest vand?
• hvilke omkostninger er forbundet med dit anlægs vandforbrug? Hvilke indirekte omkostninger kan der ikke redegøres for?

øverst på siden

fodnoter

1 Kenny, Joan F. et. al. Anslået brug af vand i USA i 2005. USGS. 2009. USGS-dataene inkluderer ikke industrielt vandforbrug hentet fra kommunale vandsystemer, kun direkte tilbagetrækning fra overflade-og grundvandskilder. Faktisk industriel vandforbrug er sandsynligvis større. For information om vandforbrug uden for USA, se AKVASTAT, FN ‘ s Fødevare-og Landbrugsorganisation, “tilbagetrækning af vand efter sektor omkring 2003.”Bemærk, at FAO-data inkluderer termoelektriske kølevandsudtag i dets samlede industrielle vand.

2 Uphadyay, Sanjay, ” mikroelektronik – fremme vækstmuligheder på det Ultrapure Vandmarked.”Frost & Sullivan. 19.August 2011.

3 Ceres og Pacific Institute, “vandknaphed & klimaændringer: Voksende risici for virksomheder & investorer,” februar 2009.

4 Vickers, Amy. Håndbog om vandforbrug og bevarelse. Vandplov Tryk. 2001.

5 General Electric Company vand & procesteknologier,” løsninger til bæredygtige vandbesparelser: en Guide til vandeffektivitet, ” 2007.

6 North Carolina Department of Environment and Natural Resources, Vandeffektivitetshåndbog til Kommercielle, Industrielle og institutionelle faciliteter, maj 2009.

7 Smith, Timothy A. VVS systemer og Design. Vandmåler udvælgelse og dimensionering. 2008.

øverst på siden

Toolkit Navigation

• indhold& anerkendelser
• sammendrag
• forord
• Kapitel 1: Introduktion
• Kapitel 2: vandforbrug og vandaffald på industrielle anlæg
• Kapitel 3: Find vandaffald på fabriksgulvet
• kapitel 4: Strategier til forbedring af Lean og vandeffektivitet
• kapitel 5: Lean og vand ud over fabriksgulvet
• kapitel 6: konklusion
• tillæg A: Vandeffektivitetsressourcer og udbydere af teknisk assistance
• tillæg B: Tillæg C: vand enhed konverteringer og beregninger
• tillæg D: vand effektivitet mulighed tjekliste
• tillæg E: ordliste over vand Vilkår

øverst på siden