US EPA

vízhasználat és Vízhulladék ipari létesítményekben

• a Vízhulladék meghatározása
• ipari vízfelhasználás
• víz végfelhasználás: hogyan használják a vizet a létesítményekben
• mérőberendezés vízfelhasználás: mérés és Részmérés
• a vízhasználattal kapcsolatos költségek
• figyelembe kell venni
• lábjegyzetek
• Toolkit Navigation

a vízhulladék meghatározása

a víz a világ egyik legkritikusabb erőforrása, és minden iparág számára szükséges. Jelentős mennyiségű vízre van szükség a áruk előállításához az élelmiszertermékektől A Szilícium chipekig. Ebben az eszköztárban a “vízhulladék” kifejezés a víz felhasználására utal azon a ponton túl, amely optimalizálja az értéket az ügyfél számára. Ez magában foglalja a nem hozzáadott értékű vízfelhasználást a létesítményi műveletek és a támogatási folyamatok során, valamint az ellátási lánctól a gyártáson, a termékhasználaton és a hulladék ártalmatlanításán keresztül. A vízpazarlás károsíthatja az emberek és az ökoszisztémák egészségét és jólétét azáltal, hogy eltéríti a vizet más szükségletektől és hasznos felhasználásoktól. A vízpazarlás csökkentése hozzájárulhat ahhoz, hogy a jelen és a jövő generációi hozzáférjenek a fenntartható vízellátáshoz.

javítsa a létesítmény vízhatékonyságát a vízpazarlás csökkentésével, nem csak a vízbevitel csökkentésével, hanem a víz hatékonyabb felhasználásának kreatív módjainak megtalálásával. A vízhatékonyság, amint ezt a kifejezést ebben az eszköztárban használják, a termelési egységenként felhasznált víz mennyiségének csökkentésére utal. A vízhatékonyság a feladat elvégzéséhez szükséges minimális vízmennyiségre utal. (Vegye figyelembe, hogy a vízhatékonyság javulása nem feltétlenül jelenti azt, hogy egy létesítmény teljes vízfelhasználása csökken, mivel a termelés növekedése ellensúlyozhatja a vízhatékonyság növekedését.) Példák a vízpazarlásra:

• vízveszteség anyaghibák, például szivárgó tömlőfúvókák miatt
• az újrafelhasználható víz, például a kezelt öblítővíz eldobása
• Szennyvízkibocsátások
• a nagy áramlású készülékek által használt víz hatékonyabb alternatívák helyett
• a szükségesnél nagyobb vízfelhasználás, például túl sok víz használata létesítmény vagy alkatrész tisztításához

a vízpazarlás sok helyének megértése fontos első lépés a vízpazarlás azonosításához

fejlesztési területek.

az oldal teteje

ipari vízhasználat

A Víz ipari felhasználása, mind az Egyesült Államokban, mind az egész világon, a teljes vízfelhasználás jelentős részét képviseli. Az Egyesült Államok Ipari vízfelhasználása becslések szerint több mint 18,2 milliárd gallon naponta (a közvetlen vízkivételből, a nyilvános vízellátásból származó vízfelhasználást nem számítva)1. Míg az ipari vízkivétel az Egyesült Államokban a teljes vízkivétel mindössze öt százalékát teszi ki, addig a termoelektromos vízkivétel 49 százalékot tesz ki. Az ipari és feldolgozóipari vállalatok a lakossági vízellátás mintegy 12 százalékát használják fel. Az ipari vízfelhasználók közé tartoznak az olyan ágazatokban részt vevő létesítmények, mint a vegyi anyagok, az élelmiszerek és italok, a papír és a kapcsolódó termékek, az acél, az elektronika és a számítógépek, a fémkikészítés, a kőolaj-finomítás és a szállítási berendezések. Összességében a gazdaság két legnagyobb vízfogyasztó ágazata a mezőgazdaság és a termoelektromos energia, bár más iparágak bizonyos területeken a nyilvános vízellátás jelentős részét használhatják.

az ipari vízhasználat aránya bizonyos földrajzi területeken sokkal nagyobb lehet, és ezeken a területeken jelentős ellátási nyomás tapasztalható. Ábra 3, lent, a vízhiány földrajzi eloszlását mutatja az egész világon. A vízhiányra hajlamos területek valószínűleg folyamatos versenyt fognak tapasztalni a vízkészletekért, ami befolyásolhatja a környező közösséggel való kapcsolatát. Legyen tisztában a létesítmény elhelyezkedésével a potenciális vízhiányhoz képest, és vegye figyelembe a vízversenyt, amikor új létesítményeket telepít, vagy új beszállítókkal épít kapcsolatokat. Az Egyesült Államokban a Nemzeti integrált Aszályinformációs rendszer felhasználóbarát internetes portált tart fenn, amely aktuális információkat, előrejelzéseket, térképeket, jelentéseket és erőforrásokat tartalmaz az aszály és a vízhiány kezelésére.

az ipari vízfelhasználás ágazatonként változik, mivel a különböző tevékenységek eltérő vízbevitelt igényelnek. A 6.háttérmagyarázat nyolc olyan iparágat sorol fel, amelyek jelentős mennyiségű vizet igényelnek.

A Víz nagyon fontos erőforrás számos iparág számára, ezért számos lehetőség kínálkozik a vízfelhasználás csökkentésére. A csúcstechnológiai ipar esetében, amely jelentős mennyiségű vizet használ fel félvezetők és egyéb alkatrészek gyártásához, a víz létfontosságú az ipar működéséhez. A szilícium chipek tisztítása és öblítése évente több milliárd liter vizet igényelhet; egyetlen chip előállításához akár 7900 gallont is felhasználhat2. A ruházat a vízigényes iparágak listáján is magas helyet foglal el, ahol a gyapottermelés és a textilfeldolgozás jelentős mennyiségű vizet igényel. Az ipari gyártók közül az erdészeti termékek ágazata a harmadik legnagyobb vízfogyasztó az Egyesült Államokban, nagy mennyiségű vizet igényel a cellulóz-és papírgyártáshoz. A villamosenergia-ipar közvetlenül széles körben használja a vizet hűtésre és a károsanyag-kibocsátás tisztítására; a fosszilis tüzelőanyagú erőművek és az atomerőművek több száz liter vizet igényelnek minden kilowattóránként, amelyet előállítanak3. Az 1. táblázat a több gyártott termék egy tonnájának előállításához szükséges tipikus vízmennyiségeket mutatja.

az ipari ágazatok között nagy eltérések vannak a relatív vízfelhasználásban, és a vízigény nagymértékben változik a termék vagy szolgáltatás szakaszai között értéklánc, a beszállítóktól a gyártáson át a termék felhasználásáig. Fontos tudni, hogy az értékláncban hol a legnehezebb az iparág vízfelhasználása, hogy megfelelően megcélozhassa a fejlesztési erőfeszítéseket. Például a ruházati ipar nagy mennyiségű vizet használ fel a nyersanyagtermelésben, míg a biotechnológiai és gyógyszeripar a vízkészleteinek nagy részét a közvetlen működésben használja fel. A 2. táblázat mutatja a víz hatásának relatív intenzitását (nullától három négyzetig terjed) az értéklánc különböző szegmenseiben több ipari ágazatban.

az oldal teteje

vízfelhasználás: Hogyan használják a vizet a létesítményekben

az iparban a vízpazarlás csökkentése érdekében fontos megérteni a víz felhasználásának sokféle módját a létesítményekben. A víz végfelhasználásának megértése kritikus fontosságú a vízmegtakarítási lehetőségek azonosításához. Míg a víz végfelhasználása iparonként és létesítményenként eltérő, a vízfelhasználásnak vannak olyan kategóriái, amelyek a legtöbb ipari létesítményben jelen vannak. A legtöbb iparágban a vízfelhasználás a következő széles körű végfelhasználások közé sorolható:

• termelési feldolgozás és terméken belüli felhasználás
• kiegészítő folyamatok (pl. hűtés és fűtés (pl. hűtőtornyok és kazánok)
• beltéri háztartási használat (pl. mellékhelyiségek, konyhák és mosodák)
• táj öntözés

ezek a tág kategóriák magukban foglalják az ipari létesítmények vízfelhasználásának számos módját. Az amerikai ipari ügyfelek körében a hűtési műveletek (beleértve a hűtőtornyokat és a nyitott hűtőrendszereket is) az ipari víz végfelhasználásának egyetlen legnagyobb kategóriáját alkotják, az ipari és kereskedelmi vízigény több mint 50% – át a hűtésre fordítják4.

a különböző végfelhasználásokhoz szükséges vízmennyiség iparáganként eltérő. A kiszolgáló és gyártó létesítmények a legtöbb vizet igénylik a mosáshoz és a feldolgozáshoz, míg az élelmiszer-és italgyártó létesítmények a vízbevitelük nagy részét a termékkészítéshez használják fel. A 4. ábra példákat mutat be a víz végfelhasználására a számítógép-és elektronikai gyártóiparban, valamint az élelmiszer-feldolgozóiparban.

A Víz fő végfelhasználása gyakran nyújtja a legnagyobb lehetőséget a vízhulladék csökkentésére és a hatékonyság javítására. Például számos élelmiszer -, ital-és gyógyszeripari vállalatnál a tisztítóberendezések a létesítmény teljes vízfelhasználásának akár 50-70% – át is kitehetik, és jelentős lehetőséget jelentenek a vízmegtakarításra5. Az 5. ábra szemlélteti, hogyan folyik a víz egy ipari létesítmény több különböző végfelhasználásán keresztül; vegye figyelembe, hogy ez a diagram nem tartalmazza az összes újrafelhasználási lehetőséget. Gondoljon arra, hogyan nézne ki egy hasonló diagram, amely megmutatja a létesítmény vízfelhasználását.

A Víz végfelhasználásának ezen kategóriáin túl az egyes iparágak olyan folyamatokkal rendelkeznek, amelyek jelentős mennyiségű vizet igényelnek. Például a textiliparban egy tipikus folyamatos Szövet fehérítő gép óránként 11 000 liter vizet fogyaszthat6.

az oldal teteje

mérőberendezés vízfelhasználása: mérés és Részmérés

a létesítmény vízhasználati mintáinak jobb megértése érdekében szinte mindig hasznos a vízmérők használata. Sok Lean módszer a legfontosabb teljesítménymutatókkal kapcsolatos időszerű és pontos információk rendelkezésre állására támaszkodik. A vízfelhasználás és-áramlás létesítményi és/vagy folyamatszintű mérésével sokkal könnyebb azonosítani a vízhatékonysági lehetőségeket. Ahogy a mondás tartja, nem tudja kezelni azt, amit nem mér. Kétféle vízmérő létezik: a Forrásmérők mérik a létesítménybe szállított víz mennyiségét, míg az almérők meghatározott tevékenységek, például hűtőtornyok, folyamathasználat vagy tájvízfelhasználás felhasználását mérik.

a vízmérők hordozhatók vagy rögzíthetők meghatározott berendezésekre. Használjon hordozható vízmérőket a létesítményében zajló folyamatok vagy műveletek vízáramlásának mérésére, olyan Lean erőfeszítések részeként, mint a gemba séták, az értékáram-térképezés és a kaizen események (a 3-4.fejezetben tárgyalt stratégiák). Akkor szíj egy kézi akusztikus vízmérő rá egy cső néhány helyen, ahol úgy gondolja, lehet, hogy a túlzott vízhasználat. Hasonlítsa össze a főmérő vízadatait a folyamatban lévő csöveken átfolyó vízzel, hogy megerősítse, hol vannak lehetséges vízmegtakarítási lehetőségek. Ezek az adatok segíthetnek a vízegyensúly kialakításában (lásd a 3.fejezetben). Lásd a B. függeléket az erőforrásokért, amelyek segítenek meghatározni a vízfelhasználás mértékét, beleértve a számításokat és az egységkonverziókat.

a vízhasználat pontos mérése segíthet azonosítani a célzott csökkentések területeit, és nyomon követheti a vízhatékonysági fejlesztések előrehaladását. Az almérők segíthetnek a szivárgások azonosításában, és jelezhetik, ha a berendezés hibásan működik. Bizonyos esetekben hasznos lehet a víznyomás mérése is, a nyomásesés szivárgás jelenlétét jelezheti. Különösen a kisebb létesítmények esetében azonban nem feltétlenül van értelme a mérőket mindenhol használni. Fontolja meg a mérők használatát, ha szorosan nyomon kell követnie az adatokat; például egy vízigényes folyamat folyamatfejlesztési eseménye előtt és után. A mérők által szolgáltatott adatok segítségével összehasonlíthatja a vízfelhasználást, és megnézheti, hogy erőfeszítései hogyan javították a létesítmény vízhatékonyságát. A nagyobb létesítmények integrálhatják a mérőket a központosított épületfelügyeleti rendszerekbe is, megkönnyítve a vízhasználat elektronikus nyomon követését, jelentések készítését és riasztások indítását szivárgások vagy rendellenességek észlelésekor.

a pontos vízmérés szempontjából kritikus fontosságú a megfelelő vízmérő telepítése és megfelelő működésének biztosítása. Sokféle típusú és méretű mérőeszköz létezik különböző célokra, ezért fontos kiválasztani a megfelelőt. A nem megfelelő méretezés vagy a mérő típusa problémákat okozhat. Például egy alulméretezett vízmérő túlzott nyomásveszteséget, csökkent áramlást és zajt okozhat. A túlméretezett mérők nem gazdaságosak, és nem mérik pontosan a minimális áramlási sebességeket7. Fontos továbbá annak biztosítása, hogy a vízmérőket a gyártó ajánlása szerint megfelelően kalibrálják, és hogy a mérőberendezéseken betartsák a megfelelő karbantartási gyakorlatokat. A legtöbb mérőműszer belső mechanikus alkatrészekkel rendelkezik, és elkezdi alulregisztrálni a felhasznált víz mennyiségét, mivel a mérő öregszik és a mechanikus alkatrészek elhasználódnak. Ha rendellenes vízméréseket észlel, ellenőrizze az adagolóberendezést, hogy az eredmények nem az adagolóberendezés hibáinak köszönhetők-e.

a vízfelhasználás mérésével a létesítmény és a folyamat szintjén a létesítmény személyzete adatokat gyűjthet a Lean fejlesztési erőfeszítéseinek tájékoztatására. Íme néhány gyakorlati tipp a vízmérők használatához A Lean erőfeszítések részeként:

• használjon áramlásmérőket és vízminőségi vagy tisztasági szabványokat a vízfelhasználás, az áramlás és a nyomásszintek szabványos munkájának megállapításához, figyelembe véve a berendezés specifikációi és a létesítmény üzemeltetési eljárásai által ajánlott “beállítási pontokat”. Ezek az alapszintek fontos kontextust adnak arról, hogy melyek azok a “normál” működési paraméterek, amelyek alapján a fejlesztések és az új vízveszteségek értékelhetők.
• a vízmérők által szolgáltatott adatokat használja a vízmérések összesítésének és jelentésének megfelelő gyakoriságának meghatározásához (pl., óránkénti, napi vagy heti), amely a legjobban megfelel a létesítmény igényeinek.
• mutassa meg az alkalmazottaknak, hogyan kell olvasni és használni a vízmérőket a Lean tevékenységek részeként, mint például a gemba séták, az értékáram-térképezés és a kaizen események, hogy azonosíthassák a víztakarékossági lehetőségeket.
• tegye közzé a vízfelhasználás csökkentésére vonatkozó célokat és a vízhasználati információkat a gyár szintjén, a Lean gyártásvezérlő táblákon vagy más hozzáférhető helyeken, hogy felhívja a figyelmet a vízhasználatra és a hatékonyságra az alkalmazottak körében.
• Kövesse nyomon a vízmérők adatait az idő múlásával. A Portfolio Manager, az ENERGY STAR programból elérhető online építési teljesítmény benchmarking eszköz segítségével nyomon követheti és összehasonlíthatja a vízfogyasztási adatokat.

az oldal teteje

A vízpazarlás költségei

amint azt az 1.fejezet megjegyzi, a vízhasználattal kapcsolatos költségek nem csupán a vízellátásért fizetett közvetlen költségeket foglalják magukban, hanem a víz folyamatokon és műveleteken keresztül történő áthaladásának költségeit is (lásd 7. ábra). A 7.háttérmagyarázat példákat mutat be a vízköltségekre, például az energiaköltségekre, a környezetszennyezés csökkentésére, a szabályozásnak való megfelelésre és a nyersanyagköltségekre.

egy létesítmény teljes vízköltségének sok összetevőjének becslése a közművektől vásárolt víz költségével kezdődhet, de tartalmaznia kell a víz feldolgozásához, felhasználásához és ürítéséhez szükséges lépések költségeit is. Ezek a költségek jóval többet jelenthetnek, mint ami a közüzemi számlán megjelenik. A vízköltségek becslésekor fontos figyelembe venni ezeket és az egyéb közvetett költségeket a létesítmény minden funkciója során. Ügyeljen arra, hogy a vízköltségek értékelésekor a becsült jövőbeli arányokat használja annak érdekében, hogy megtervezze a javítások során lehetséges megtakarítások szintjét.

A vízhasználattal kapcsolatos teljes költségek gyakran jelentősen meghaladják a közvetlen költségeket. A közműből származó víz vásárlásának közvetlen költsége önmagában nem tűnik elég jelentősnek ahhoz, hogy érdemelje a vízfelhasználás csökkentésére irányuló erőfeszítéseket, de amikor a víz teljes költségét felmérik, a pénzügyi megtakarítás jelentős lehet. A 3. táblázat egy példát mutat be a víz különböző költségeire egy ipari folyamatban. Ebben a példában a közvetlen víz-és csatornaköltségeket alkalmazó fejlesztések megvalósításából származó becsült megtakarítás csak a teljes vízköltség becsült megtakarításának 56% – a. A konzervált víz rugalmas költségmegtakarítása becslések szerint a teljes kezelési költség 40 százaléka. A rugalmas kezelési költségek olyan költségekre vonatkoznak, amelyek a kezelt víz mennyiségétől függően változnak (pl. a víz szivattyúzására és kezelésére használt energia, tisztító vegyszerek); az állandó költségek (pl. a kezeléshez használt tőkeberendezések) általában nem változnak a szennyvíz áteresztőképességének változásával.

A B. függelék tartalmaz egy Vízköltség-kalkulátort, amely sablont nyújt az ipari létesítményekben a vízhasználattal kapcsolatos közös költségek kiszámításához. Hasznos lehet megbecsülni azt a potenciális víz – és dollármegtakarítást is, amely a létesítményben a vízhatékonysági intézkedések végrehajtásából származna; lásd a C. függeléket néhány egyenlethez, amelyek segítségével irányíthatja ezeket a becsléseket.

egyes vízhiányos területeken az ipari létesítmények még nagyobb vízzel kapcsolatos költségekkel szembesülhetnek-a vízellátási zavarok esetén a termelés korlátozásának szükségességéből származó bevételkiesés lehetőségével. A víz iránti lakossági, mezőgazdasági, ipari és környezeti igények közötti verseny a vízhiány időszakában arra késztetheti a helyi vízkezelőket, hogy korlátozzák az ipari vízfelhasználást. A helyi vízellátás megzavarásával szembeni sebezhetőség megértése fontos szempont lehet a vízhasználat valódi költségeinek értékelésekor új létesítmények bővítése vagy fejlesztése során.

a következő fejezet a vízfelhasználás megértésének stratégiáit, valamint a vízfelhasználás csökkentésének és a műveletek javításának lehetőségeit tárgyalja.

az oldal teteje

mérlegelni

• melyek az elsődleges víz végfelhasználása a létesítményben?
• milyen folyamatok és üzemek használják a legtöbb vizet?
• milyen költségekkel jár a létesítmény vízfelhasználása? Milyen közvetett költségeket lehet elszámolni?

az oldal teteje

lábjegyzetek

1 Kenny, Joan F. et. al. A víz becsült felhasználása az Egyesült Államokban 2005-ben. USGS. 2009. Az USGS adatai nem tartalmazzák a települési vízrendszerekből származó ipari vízfelhasználást, csak a felszíni és felszín alatti forrásokból történő közvetlen kivonást. A tényleges ipari vízfelhasználás valószínűleg nagyobb. Az Egyesült Államokon kívüli vízhasználattal kapcsolatos információkért lásd: AQUASTAT, az ENSZ Élelmezésügyi és Mezőgazdasági Szervezete, ” Vízkivonás szektoronként, 2003 körül.”Vegye figyelembe, hogy a FAO adatai tartalmazzák a termoelektromos hűtővíz kivonását az ipari vízösszegében.

2 Uphadyay, Sanjay, ” mikroelektronika-növekedési lehetőségek elősegítése az ultratiszta Vízpiacon.”Frost & Sullivan. Augusztus 19, 2011.

3 CERES and Pacific Institute, “vízhiány & klímaváltozás: Növekvő kockázatok a vállalkozások számára & befektetők, ” 2009. február.

4 Vickers, Amy. Vízhasználat és-megőrzés kézikönyve. WaterPlow Press. 2001.

5 General Electric Company Water & Process Technologies, “megoldások a fenntartható Víztakarékosságért: útmutató a Vízhatékonysághoz”, 2007.

6 Észak-Karolinai Környezetvédelmi és Természeti Erőforrások Minisztériuma, Vízhatékonysági kézikönyv kereskedelmi, ipari és intézményi létesítményekhez, 2009.május.

7 Smith, Timothy A. vízvezeték rendszerek és tervezés. Vízmérő kiválasztása és méretezése. 2008.

az oldal teteje

eszköztár navigáció

• Contents& Köszönetnyilvánítás
• összefoglaló
• Előszó
• 1. fejezet: Bevezetés
• 2. fejezet: vízfelhasználás és Vízhulladék az ipari létesítményekben
• 3. fejezet: Vízhulladék megtalálása a gyárban
• 4. fejezet: Lean és vízhatékonyság-javító stratégiák
• 5. fejezet: Lean és víz a gyár területén túl
• 6. fejezet: következtetés
• A. függelék: vízhatékonysági források és technikai segítségnyújtók
• B. függelék: Vízköltség kalkulátor
• C. függelék: Vízegység konverziók és számítások
• D. függelék: Vízhatékonysági lehetőség ellenőrzőlista
• E. függelék: Vízfogalmak szószedete

az oldal teteje