産業施設における水の使用と水廃棄物
- 水廃棄物の定義
- 工業用水の使用
- 水の最終用途:施設での水の使用方法
- 測定施設水の使用:計量とサブメーター
- 水の使用に関連するコスト
- 考慮すべき
- 脚注
- Toolkit Navigation
水廃棄物の定義
水は、世界で最も重要な資源の一つであり、産業のすべてのタイプのために必要です。 食品からシリコンチップまでの商品を作るためには、かなりの量の水が必要です。
このツールキットでは、”水廃棄物”という用語は、顧客にとって価値を最適化するポイントを超えて水を使用することを指します。 これには、施設の運用とサポートプロセス全体、サプライチェーンから生産、製品の使用、廃棄物処理まで、付加価値のない水の使用が含まれます。 水廃棄物は、他のニーズや有益な用途から水を転用することによって、人々や生態系の健康と幸福に害を及ぼす可能性があります。 水の廃棄物を減らすことは、現在および将来の世代が持続可能な水供給にアクセスできるようにするのに役立ちます。
水の摂取量を減らすだけでなく、水をより効率的に使用する創造的な方法を見つけることによって、水の無駄を減らすことによっ 水効率は、このツールキットで使用される用語として、生産単位当たりの使用水の量の削減を指します。 水の効率は、タスクを実行するために必要な水の最小量を指します。 （水効率の向上は、生産の増加が水効率の向上を相殺する可能性があるため、施設の総水使用量が減少することを必ずしも意味しないことに注意して）水廃棄物の例には、次のものがあります:
- 漏れやすいホースノズルなどの材料の故障による水の損失
- 処理されたリンス水などの再利用可能な水を廃棄する
- 排水放電
- 高フローアプ改善のための区域。
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工業用水の使用
産業による水の使用は、米国および世界中の両方で、総水使用量のかなりの部分を表しています。 米国の工業用水の使用量は、1日あたり182億ガロン以上と推定されています(直接の水の引き出しから、公共の水供給からの水の使用を含まない)1。 工業用水の引き出しは、米国の総水の引き出しのわずか5％を占めていますが、熱電発電用水の引き出しは49％を占めています。 工業および製造業はまた、公共の水道の約12％を使用しています。 工業用水利用者には、化学薬品、食品および飲料、紙および関連製品、鉄鋼、電子機器およびコンピュータ、金属仕上げ、石油精製、輸送機器などの分野に関す 全体として、経済の中で最も水を消費する部門の2つは農業と熱電発電ですが、他の産業は一部の地域で公共の水供給のかなりの割合を使用するかもしれません。
工業用水使用のシェアは、特定の地理的地域ではるかに大きくなる可能性があり、これらの地域はかなりの供給圧力を経験することができます。 下の図3は、世界中の水不足の地理的分布を示しています。 水不足になりやすい地域は、水資源の継続的な競争を経験する可能性が高く、周囲のコミュニティとの関係に影響を与える可能性があります。 潜在的な水不足に対する施設の位置を認識し、新しい施設の立地や新しいサプライヤーとの関係を構築する際には、水の競争を考慮してください。 米国では、国立統合干ばつ情報システムは、現在の情報、予測、地図、レポート、および干ばつ条件と水不足に対処するリソースとユーザーフレンドリーなwebポータルを
産業用水の使用は、異なる活動が異なる水の投入を必要とするため、セクターによって異なります。 ボックス6は、水の実質的な入力を必要とする八つの産業を一覧表示します。
水は多くの産業にとって非常に重要な資源であり、その結果、水の使用を減らすために多くの機会があります。 半導体やその他の部品を製造するためにかなりの量の水を使用するハイテク産業の場合、水は産業運営に不可欠です。 シリコンチップの洗浄とすすぎには、年間数十億ガロンの水が必要です。 アパレルはまた、綿の生産と繊維加工は、水の実質的な入力を必要とし、水を集中的に産業のリストで高いランク付けします。 工業メーカーの中で、森林製品部門は米国で3番目に大きな水消費者であり、パルプおよび紙の製造に大量の水を必要としています。 化石燃料プラントや原子力発電所は、生産する電力のキロワット時ごとに数百リットルの水を必要としています3。 表1は、いくつかの製造された製品の一トンを生産するために必要な典型的な水量を示しています。
相対的な水使用の産業部門間で多くの変化があり、水の必要性は、製品またはサービスの段階 改善努力を適切に目標とすることができるように、バリューチェーンのどこで業界の水使用が最も重いかを知ることが重要です。 例えば、アパレル業界は原料生産に大量の水を使用していますが、バイオテクノロジーや医薬品業界は水資源のほとんどを直接操作で使用しています。 表2は、いくつかの産業部門のバリューチェーンの異なるセグメントにおける水の影響の相対的な強さ（ゼロから三つの正方形まで）を示しています。ページのトップへ
水の最終用途
水の最終用途
水の最終用途
水の最終用途
水の最終用途
水の最終用途
水の最終用途
水の最終用途
: 施設における水の使用方法
産業における水廃棄物を削減するためには、施設内で水がどのように使用されているかを理解することが重要で 水の最終用途を理解することは、水の節約の機会を特定するために重要です。 水の最終用途は産業や施設によって異なりますが、ほとんどの産業施設に存在する水の使用のカテゴリがあります。 ほとんどの産業における水の使用は、次の広範な最終用途に分類することができます。
- 生産処理および製品内での使用
- 補助プロセス（例： Li>
- 冷却および加熱冷却塔およびボイラーなど
- 屋内家庭用トイレ、キッチン、洗濯など
- 景観灌漑
これらの広範なカテゴリは、産業施設が水を使 米国の工業用顧客の中で、冷却運転（冷却塔と開放冷却システムを含む）は、工業用および商業用の水需要の50％以上が冷却に向かっています4。
様々な最終用途に必要な水の量は、業界によって異なります。 サービスおよび製造設備は洗浄および処理のためにほとんどの水を要求し、食糧および飲料設備はプロダクト準備で取水口のほとんどを使用するが。 図4は、コンピュータ-エレクトロニクス製造業界および食品加工業界における水の最終用途の例を示しています。
水の主な最終用途は、多くの場合、水廃棄物の削減と効率向上のための最大の機会を提供します。 たとえば、多くの食品、飲料、製薬会社では、洗浄プロセス機器は施設の総水使用量の50～70%を占める可能性があり、水を節約する実質的な機会を表しています5。 図5は、産業施設でのいくつかの異なる最終用途を水がどのように流れるかを示しています。 あなたの施設での水の使用を示す同様の図がどのように見えるかを考えてみてください。
これらの水の最終用途のカテゴリを超えて、特定の産業には大量の水を必要とするプロセスがあります。 例えば、繊維工業では、典型的な連続的な生地の漂白剤の範囲機械はhour6ごとの水の11,000ガロンを消費できます。ページのトップ
測定施設の水の使用：計量とサブメーター
あなたの施設での水の使用パターンのより良い理解を得るために、それは水道メーターを使 多くのリーンメソッドは、重要なパフォーマンス指標に関するタイムリーで正確な情報の可用性に依存しています。 施設および/またはプロセスレベルでの水の使用と流れを測定することにより、水効率の機会を識別することがはるかに容易になります。 諺にもあるように、あなたが測定しないものを管理することはできません。 水源メーターは施設に供給される水の量を測定し、サブメーターは冷却塔、プロセス使用、または景観水使用などの特定の活動の使用量を測定します。
水道メーターは、ポータブルまたは特定の機器に固定することができます。 Gembaウォーク、バリューストリームマッピング、カイゼンイベント（第3-4章で説明されている戦略）などのリーン努力の一環として、施設内のプロセスや操作の水の流れを測定するために携帯型水道メーターを使用してください。 余分な水使用があるかもしれないことを考える少数の場所で管に手持ち型の音響の水道メーターを紐で縛ることができる。 潜在的な水節約の機会がどこにあるか確認するためにプロセスの管を通って流れる水にマスターのメートルからの水データを比較して下さい。 これらのデータは、水収支を開発するのに役立ちます（第3章で説明）。 計算や単位換算など、水の使用率を判断するのに役立つリソースについては、付録Bを参照してください。
水の使用量を正確に測定することで、目標とする削減領域を特定し、水効率のアップグレードからの進捗状況を追跡するのに役立ちます。 サブメータは、漏れを特定し、機器が故障していることを示すのにも役立ちます。 場合によっては、水圧を測定することも有用であるかもしれません;圧力の低下は漏出の存在を示すことができます。 しかし、特に小規模な施設では、どこでもメーターを使用することは必ずしも意味がありません。 たとえば、水を大量に消費するプロセスのプロセス改善イベントの前後など、データを厳密に追跡する必要がある場合は、メーターの使用を検討してくださ あなたは水の使用量を比較し、あなたの努力は、あなたの施設の水の効率を改善しているかを確認するためにメートルによって提供されたデータを使 より大きい設備はまた電子的に水使用法を追跡し、レポートを発生させ、漏出か変則が見つけられたとき警報を誘発することを容易にさせる中心にされた建物の管理システムにメートルを統合できる。 水道メーターをいつ使用するかについての追加のアドバイスについては、お近くの水道事業者または付録Aのリソースに相談してください。
正しいメーターを設置し、正しく機能するようにすることは、正確な水測定に不可欠です。 さまざまな用途を目的としたメーターには多くの種類とサイズがありますので、正しいものを選択することが重要です。 メーターの不適切なサイジングやタイプは、問題を引き起こす可能性があります。 たとえば、小型の水道メーターは、過度の圧力損失、流量の減少、および騒音を引き起こす可能性があります。 特大メートルは経済的ではないし、正確に最低の流れrates7を測定しない。 水道メーターが製造業者の推薦に従ってきちんと目盛りが付いていることを保障し、適切な維持の練習がメーターで計る装置で続かれることもまた重要で ほとんどのメートルに内部機械部品があり、メートルがより古くなり、機械部品が身に着けると同時に使用される水の量を以下登録し始めます。 異常な水測定が検出されたら、結果が計量装置の故障によるものではないことを確認するために計量装置をチェックしてください。施設とプロセスレベルでの水の使用量を測定することにより、施設担当者はリーン改善努力を知らせるためにデータをコンパイルできます。 ここに細い努力の部分として水道メーターを使用する為のある実用的な先端はある:
- 流量計と水質または清浄度基準を使用して、機器の仕様および施設の操作手順で推奨される”設定ポイント”を考慮して、水の使用量、流量、圧力レベ これらのベースラインレベルは、改善と新しい水の損失を評価することができる”通常の”運転パラメータを説明するものの重要な文脈を与えます。
- メーターが提供するデータを使用して、水対策を集計および報告するための適切な頻度を決定します（例：、毎時、毎日、または毎週）最高のあなたの施設のニーズを満たしています。
- 従業員に、gemba walks、バリューストリームマッピング、カイゼンイベントなどのリーン活動の一環として水道メーターを読んで使用する方法を示し、水の節約の機会を特定できるようにします。
- 水使用削減目標と水使用情報を工場のフロアにリーン生産管理ボードやその他のアクセス可能な場所に掲示し、従業員の水使用と効率の意識を高め
- 時間をかけて水道メーターからのデータを追跡します。 ポートフォリオマネージャー、エネルギースタープログラムから利用可能なオンライン建物の性能ベンチマークツールは、あなたが水の消費量データを追跡し、ベ ポートフォリオ-マネージャーの詳細については、付録Aを参照してください。
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水廃棄物のコスト
第1章で述べたように、水使用に関連するコストには、水供給に支払う直接コストだけでなく、プロセスや操作を通過する水のコストも含まれています図7を参照。 ボックス7には、エネルギー、汚染制御、規制遵守、原材料コストなどの水コストの例が記載されています。
施設の総水コストの多くのコンポーネントを推定することは、ユーティリティから購入した水のコ これらのコストは、公共料金の請求書に表示されるものよりも良い取引に達することができます。 水のコストを見積もるときは、施設のすべての機能を通じて、これらの間接コストやその他の間接コストを考慮することが重要です。 改善がなされるとき可能である節約のレベルを写し出すために水費用を査定するとき推定未来の率を使用することを忘れないでいなさい。
水の使用に関連する完全なコストは、多くの場合、 ユーティリティから水を購入する直接コストは、水の使用を減らすための努力に値するだけでは十分に重要ではないように見えるかもしれませんが、水の全コストを評価すると、財政的節約はかなりのものになる可能性があります。 表3は、工業プロセスにおける水のさまざまなコストの例を示しています。 この例では、直接上下水道コストのみを使用して改善を実施することによる推定節約額は、水の全コストを使用した推定節約額のわずか56％です。 保存された水の柔軟なコスト削減は、総処理コストの40％であると推定されています。 柔軟な処理コストは、処理された水の量（例えば、水のポンプおよび処理に使用されるエネルギー、処理化学物質）に応じて変化する費用を指し、固定費（例えば、処
付録Bには、工業施設での水使用に関連する共通コ また、施設で水効率測定を実施することによって生じる潜在的な水とドルの節約を推定することも有用である可能性があります。一部の水ストレス地域では、工業施設はさらに大きな水関連コストの可能性に直面する可能性があります-水供給の中断が発生した場合に生産を削減する必要性から収入が失われる可能性があります。 水不足の期間中に、住宅、農業、産業、および環境のニーズを横断する水のための競争は、地元の水管理者が工業用水の使用に制限を課すことにつながる可 地域の水供給の中断に対する脆弱性を理解することは、新しい施設を拡張または開発する際の水使用の真のコストを評価する際に重要な考慮事項次の章では、施設で水がどのように使用されているかを理解し、水の使用量を削減し、業務を改善する機会を特定するための戦略について説明します。
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考慮するには - あなたの施設での主な水の最終用途は何ですか？
- どのようなプロセスや施設の操作は、ほとんどの水を使用していますか？
- あなたの施設の水使用にはどのようなコストが関連していますか？ どのような間接的なコストが行方不明になる可能性がありますか？
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脚注
1Kenny,Joan F.et. アル 2005年に米国での水の推定使用量。 USGSだ 2009. USGSのデータには、地方自治体の水道システムから引き出された工業用水の使用は含まれておらず、地表および地下水源からの直接の撤退のみが含まれ 実際の工業用水の使用はより大きい可能性があります。 米国外での水使用に関する情報については、国連食糧農業機関のAQUASTAT、”セクター別の水の撤退、2003年頃を参照してください。”FAOのデータには、工業用水の合計に熱電冷却水の引き出しが含まれていることに注意してください。
2Uphadyay、Sanjay、”マイクロエレクトロニクス–超純水市場における成長機会の育成。”フロスト&サリバン。 八月19,2011.
3セレスと太平洋研究所、”水不足&&投資家、”February2009。
4Vickers、エイミー。 水の使用と保全のハンドブック。 ウォータープラウプレス… 2001.
5General Electric Company Water&プロセス技術、”持続可能な水の節約のためのソリューション：水の効率へのガイド、”2007。
6North Carolina Department of Environment and Natural Resources,Water Efficiency Manual for Commercial,Industrial and Institutional Facilities,May2009.
7スミス、ティモシー A.配管システムとデザイン。 水道メーターの選択およびサイジング。 2008.
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ツールキットナビゲーション
- 目次&謝辞
- エグゼクティブサマリー
- 序文
- 第1章：はじめに
- 第2章：産業施設における水使用と水廃棄物
- 第3章：工場フロアでの水廃棄物の発見
- 第4章：リーンと水の効率向上戦略
- 第5章：リーンと工場の床を越えて水
- 第6章：結論
- 付録a：水の効率資源と技術支援プロバイダ
- 付録B: 水コスト計算
- 付録C：水の単位変換と計算
- 付録D：水効率機会チェックリスト
- 付録E：水用語の用語集
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