US EPA

watergebruik en waterafval in industriële installaties

• definitie van waterafval
• Industrieel watergebruik
• eindgebruik van Water: hoe Water wordt gebruikt in installaties
• meetinstallatie watergebruik: meting en onderdompeling
• kosten in verband met watergebruik
• om
• voetnoten

/LI>

• Toolkit Navigation

definitie van waterafval

water is een van de meest kritieke hulpbronnen ter wereld en is noodzakelijk voor alle soorten industrie. Water is in aanzienlijke hoeveelheden nodig om goederen van voedingsmiddelen tot siliciumchips te maken. In deze toolkit verwijst de term “waterafval” naar het gebruik van water buiten het punt dat de waarde voor de klant optimaliseert. Dit omvat het gebruik van water zonder toegevoegde waarde gedurende de gehele werking van de faciliteit en de ondersteuningsprocessen, en vanaf de toeleveringsketen tot en met de productie, het productgebruik en de afvalverwijdering. Waterafval kan schadelijk zijn voor de gezondheid en het welzijn van mensen en ecosystemen door water af te leiden van andere behoeften en nuttige toepassingen. Vermindering van waterafval kan ertoe bijdragen dat de huidige en toekomstige generaties toegang hebben tot een duurzame watervoorziening.

Verbeter de waterefficiëntie van uw installatie door waterverspilling te verminderen, niet alleen door de wateropname te verminderen, maar ook door creatieve manieren te vinden om water efficiënter te gebruiken. Waterefficiëntie, zoals de term in deze toolkit wordt gebruikt, verwijst naar vermindering van de hoeveelheid water die per productie-eenheid wordt gebruikt. Waterefficiëntie verwijst naar de minimale hoeveelheid water die nodig is om een taak uit te voeren. (Merk op dat verbeteringen in de waterefficiëntie niet noodzakelijk betekenen dat het totale watergebruik van een installatie wordt verminderd, aangezien een toename van de productie de waterefficiëntie kan compenseren.) Voorbeelden van waterafval zijn::

• waterverlies door materiaalstoringen, zoals lekkende slangsproeiers
• water dat kan worden hergebruikt, zoals behandeld spoelwater
• afvalwaterlozingen
• Water dat wordt gebruikt door apparaten met een hoog debiet in plaats van efficiëntere alternatieven
• gebruik van water dat te veel nodig is, zoals het gebruik van te veel water voor het reinigen van installaties of onderdelen

inzicht in de vele plaatsen waar waterafval voorkomt is een belangrijk eerste stap voor het identificeren van gebieden voor verbetering.

begin van pagina

Industrieel watergebruik

het gebruik van water door industrieën, zowel in de Verenigde Staten als in de rest van de wereld, vertegenwoordigt een aanzienlijk deel van het totale watergebruik. Het industriële watergebruik van de V. S. wordt geschat op meer dan 18,2 miljard liter per dag (van directe wateronttrekking, exclusief watergebruik van openbare watervoorziening)1. Terwijl industriële wateronttrekkingen goed zijn voor slechts vijf procent van de totale wateronttrekkingen in de Verenigde Staten, thermo-elektrische energie wateronttrekkingen goed voor 49 procent. Industriële en productiebedrijven gebruiken ook ongeveer 12 procent van de openbare watervoorziening. Industriële watergebruikers omvatten installaties die betrokken zijn in sectoren zoals chemicaliën, voedingsmiddelen en dranken, papier en aanverwante producten, staal, elektronica en computers, metaalafwerking, aardolieraffinage en Transportapparatuur. Over het geheel genomen zijn de landbouw en de thermo-elektrische energie twee van de meest waterverbruikende sectoren van de economie, hoewel andere industrieën in sommige gebieden een aanzienlijk deel van de openbare watervoorziening kunnen gebruiken.

het aandeel van het industriële watergebruik kan in bepaalde geografische gebieden veel groter zijn en deze gebieden kunnen een aanzienlijke toevoerdruk ondervinden. Figuur 3 hieronder toont een geografische verdeling van waterschaarste over de hele wereld. Gebieden die gevoelig zijn voor waterschaarste zullen waarschijnlijk te maken krijgen met voortdurende concurrentie om waterbronnen, wat van invloed kan zijn op uw relatie met de omliggende gemeenschap. Wees op de hoogte van de locatie van uw faciliteit ten opzichte van potentiële waterschaarste, en overweeg waterconcurrentie bij de vestiging van nieuwe faciliteiten of het opbouwen van relaties met nieuwe leveranciers. In de Verenigde Staten onderhoudt het nationale geïntegreerde Droogteinformatiesysteem een gebruiksvriendelijk webportaal met actuele informatie, voorspellingen, kaarten, rapporten en middelen om droogteomstandigheden en waterschaarste aan te pakken.

Industrieel watergebruik verschilt per sector, omdat verschillende activiteiten verschillende toevoer van water vereisen. Kader 6 bevat een lijst van acht industrieën die een aanzienlijke hoeveelheid water nodig hebben.

Water is een zeer belangrijke hulpbron voor veel industrieën, en als gevolg daarvan zijn er veel mogelijkheden om het watergebruik te verminderen. In het geval van de hightech-industrie, die aanzienlijke hoeveelheden water gebruikt voor de vervaardiging van halfgeleiders en andere componenten, is water van vitaal belang voor industriële activiteiten. Het schoonmaken en het spoelen van siliciumchips kunnen miljarden gallons water per jaar vereisen; om één enkele spaander te produceren kan tot 7.900 gallons2 gebruiken. Kleding staat ook hoog in de lijst van water-intensieve industrieën, met katoenproductie en textielverwerking die aanzienlijke input van water vereisen. Onder industriële fabrikanten is de bosbouwproductensector de op twee na grootste consument van water in de VS, die grote hoeveelheden water nodig heeft voor de productie van pulp en papier. De elektriciteitsindustrie maakt rechtstreeks op grote schaal gebruik van water voor koeling en voor het schrobben van emissies; centrales met fossiele brandstoffen en kerncentrales hebben honderden liters water nodig voor elk kilowattuur dat zij produceren.3 Tabel 1 geeft de typische hoeveelheden water weer die nodig zijn om één ton van verschillende vervaardigde producten te produceren.

er is veel variatie tussen industriële sectoren in het relatieve watergebruik, en de behoefte aan water varieert sterk tussen de stadia van het product of de dienstwaardeketen, van Leveranciers tot productie tot productgebruik. Het is belangrijk om te weten waar in de waardeketen het watergebruik van uw industrie het zwaarst is, zodat u de juiste verbeteringsinspanningen kunt richten. De kledingindustrie gebruikt bijvoorbeeld grote hoeveelheden water voor de productie van grondstoffen, terwijl de biotech-en farmaceutische industrie het grootste deel van haar watervoorraden in directe activiteiten gebruikt. Tabel 2 toont de relatieve intensiteit van het watereffect (variërend van nul tot drie kwadraten) in verschillende segmenten van de waardeketen voor verschillende industriële sectoren.

begin van de pagina

eindgebruik van Water: Hoe Water in installaties

wordt gebruikt om het waterafval in de industrie te verminderen, is het belangrijk de vele manieren te begrijpen waarop water in installaties wordt gebruikt. Inzicht in het eindgebruik van water is cruciaal voor het identificeren van mogelijkheden voor waterbesparing. Hoewel het eindgebruik van water per Industrie en per faciliteit varieert, zijn er categorieën van watergebruik die aanwezig zijn op de meeste industriële faciliteiten. Het watergebruik in de meeste industrieën kan worden ingedeeld in de volgende algemene eindtoepassingen:

• productieverwerking en gebruik in het product
• Hulpprocessen (bijv., verontreinigingsbeheersing, laboratoria en reiniging)
• koeling en verwarming (bv. koeltorens en ketels)
• binnenshuis huishoudelijk gebruik (bv. toiletten, keukens en wasserij)
• Landschapsirrigatie

deze brede categorieën omvatten veel van de manieren waarop industriële installaties water gebruiken. Onder industriële afnemers in de VS vormen koelactiviteiten (waaronder koeltorens en open koelsystemen) de grootste categorie van industrieel watergebruik, waarbij meer dan 50 procent van de industriële en commerciële vraag naar water in de richting van koeling gaat4.

de hoeveelheid water die nodig is voor de verschillende eindtoepassingen verschilt per industrie. Service-en productiefaciliteiten vereisen het meeste water voor het wassen en verwerken, terwijl voedsel-en drankfaciliteiten het grootste deel van hun waterinname gebruiken bij de bereiding van producten. Figuur 4 toont voorbeelden van het eindgebruik van water in de computer-en elektronica-industrie en de voedselverwerkende industrie.

belangrijke eindgebruiken van water bieden vaak de grootste mogelijkheden voor vermindering van het waterafval en verbetering van de efficiëntie. In veel voedsel -, drank-en farmaceutische bedrijven kan reinigingsprocesapparatuur bijvoorbeeld 50 tot 70 procent van het totale waterverbruik van een installatie voor zijn rekening nemen en een aanzienlijke kans bieden om water te besparen5. Figuur 5 illustreert hoe water door verschillende eindtoepassingen in een industriële installatie stroomt; merk op dat dit diagram niet alle opties voor hergebruik omvat. Bedenk eens hoe een soortgelijk diagram eruit zou zien dat het watergebruik in uw faciliteit laat zien.

naast deze categorieën eindgebruik van water hebben specifieke industrieën processen die aanzienlijke hoeveelheden water vereisen. In de textielindustrie kan een typische machine voor continu bleken van weefsels bijvoorbeeld 11.000 liter water per uur verbruiken6.

bovenkant van pagina

meetinstallatie watergebruik: meting en onderdompeling

om een beter inzicht te krijgen in de watergebruikspatronen in uw installatie, is het bijna altijd handig om watermeters te gebruiken. Veel Lean-methoden zijn afhankelijk van de beschikbaarheid van tijdige en nauwkeurige informatie over belangrijke prestatiemetingen. Door het meten van watergebruik en-stromen op facility-en/of procesniveau wordt het veel gemakkelijker om kansen op waterefficiëntie te identificeren. Zoals het gezegde gaat, je kunt niet beheren wat je niet meet. Er zijn twee soorten watermeters: Bronmeters meten de hoeveelheid water die aan de faciliteit wordt geleverd, terwijl submeters het gebruik meten voor specifieke activiteiten zoals koeltorens, procesgebruik of landschapswatergebruik.

watermeters kunnen draagbaar zijn of op specifieke apparatuur worden bevestigd. Gebruik draagbare watermeters om waterstromen te meten voor processen of operaties in uw faciliteit, als onderdeel van Lean inspanningen zoals gemba wandelingen, value stream mapping, en Kaizen evenementen (strategieën besproken in hoofdstukken 3-4). U kunt een hand-held akoestische watermeter op een pijp op een paar plaatsen waar u denkt dat er overmatig watergebruik. Vergelijk de watergegevens van de mastermeter met het water dat tijdens het proces door de leidingen stroomt om te bevestigen waar er potentiële waterbesparingsmogelijkheden zijn. Deze gegevens kunnen u helpen bij het ontwikkelen van een waterbalans (beschreven in hoofdstuk 3). Zie Bijlage B Voor bronnen om u te helpen bij het bepalen van de snelheid van het watergebruik, inclusief berekeningen en unit conversies.

het nauwkeurig meten van het watergebruik kan u helpen gebieden te identificeren voor gerichte reducties en de voortgang van waterefficiëntie-upgrades te volgen. Submeters kunnen ook helpen bij het identificeren van lekken en aangeven wanneer apparatuur defect is. In sommige gevallen kan het ook nuttig zijn om de waterdruk te meten; een drukdaling kan wijzen op de aanwezigheid van een lek. Vooral voor kleinere installaties is het echter niet noodzakelijk zinvol om overal meters te gebruiken. Overweeg om meters te gebruiken wanneer u gegevens nauwkeurig moet volgen, bijvoorbeeld voor en na een procesverbeteringsgebeurtenis op een waterintensief proces. U kunt de gegevens van de meters gebruiken om het watergebruik te vergelijken en te zien hoe uw inspanningen de waterefficiëntie van uw installatie hebben verbeterd. Grotere faciliteiten kunnen ook meters integreren in gecentraliseerde gebouwbeheersystemen, waardoor het gemakkelijk is om elektronisch waterverbruik bij te houden, rapporten te genereren en waarschuwingen te activeren wanneer lekken of anomalieën worden gevonden. Voor aanvullend advies over het gebruik van watermeters, raadpleeg uw lokale Waterbedrijf of de bronnen in Bijlage A.

het installeren van de juiste meter en ervoor zorgen dat deze goed werkt zijn cruciaal voor een nauwkeurige watermeting. Er zijn vele soorten en maten meters bestemd voor verschillende toepassingen, dus het is belangrijk om de juiste te kiezen. Onjuiste dimensionering of type meter kan problemen veroorzaken. Een ondermaatse watermeter kan bijvoorbeeld overmatig drukverlies, verminderde stroom en lawaai veroorzaken. Oversized meters zijn niet zuinig en meten niet nauwkeurig minimale debietsnelheden 7. Het is ook belangrijk ervoor te zorgen dat de watermeters naar behoren worden gekalibreerd volgens de aanbeveling van de fabrikant en dat passende onderhoudspraktijken worden gevolgd op de meetapparatuur. De meeste meters hebben interne mechanische onderdelen en zullen beginnen te onderregistreren de hoeveelheid water die wordt gebruikt als de meter ouder wordt en de mechanische onderdelen slijten. Wanneer abnormale watermetingen worden gedetecteerd, controleert u de meetapparatuur om ervoor te zorgen dat de resultaten niet te wijten zijn aan storingen in de meetapparatuur.

door het watergebruik op het niveau van de faciliteit en het proces te meten, kan het personeel van de faciliteit gegevens verzamelen om Lean-verbeteringsinspanningen te ondersteunen. Hier zijn enkele praktische tips voor het gebruik van watermeters als onderdeel van Lean inspanningen:

• gebruik debietmeters en waterkwaliteits-of reinheidsnormen om standaardwerk voor watergebruik, debiet en drukniveaus vast te stellen, rekening houdend met “instelpunten” die worden aanbevolen door de specificaties van de apparatuur en de bedrijfsprocedures van de faciliteit. Deze baseline niveaus geven een belangrijke context van wat verantwoordelijk is voor” normale ” bedrijfsparameters aan de hand waarvan verbeteringen en nieuwe waterverliezen kunnen worden beoordeeld.
• gebruik gegevens die meters verstrekken om de juiste frequentie te bepalen voor het aggregeren en rapporteren van watermetingen (bv., elk uur, dagelijks of wekelijks) die het beste voldoet aan de behoeften van uw faciliteit.
• laat werknemers zien hoe ze watermeters kunnen lezen en gebruiken als onderdeel van Lean-activiteiten zoals gemba-wandelingen, value stream mapping en Kaizen-evenementen, zodat ze mogelijkheden voor waterbesparing kunnen identificeren.
• doelstellingen voor de vermindering van het watergebruik na het gebruik en informatie over het watergebruik op de fabrieksvloer op Lean production control boards of op andere toegankelijke plaatsen om werknemers bewust te maken van het watergebruik en de efficiëntie.
• Spoorgegevens van watermeters in de tijd. Portfolio Manager, een online benchmarking-tool voor gebouwprestaties die beschikbaar is in het ENERGY STAR-programma, kan u helpen gegevens over het waterverbruik bij te houden en te benchmarken. Voor meer informatie over de portefeuillebeheerder, Zie Appendix A.

bovenaan pagina

kosten van waterafval

zoals vermeld in Hoofdstuk 1 omvatten de kosten in verband met watergebruik meer dan de directe kosten die u betaalt voor de watervoorziening, maar ook de kosten van water tijdens het transport door processen en operaties (zie Figuur 7). Kader 7 geeft voorbeelden van waterkosten, zoals energie, bestrijding van verontreiniging, naleving van de regelgeving en grondstofkosten.

Het schatten van de vele componenten van de totale waterkosten voor een installatie kan beginnen met de kosten van water gekocht bij nutsbedrijven, maar moet ook de kosten omvatten van stappen die nodig zijn om het water te verwerken, te gebruiken en te lozen. Deze kosten kunnen veel meer bedragen dan wat op een energierekening staat. Bij het schatten van de waterkosten is het belangrijk om rekening te houden met deze en andere indirecte kosten in alle functies van een faciliteit. Zorg ervoor dat u geschatte toekomstige tarieven gebruikt bij het beoordelen van de waterkosten, om het niveau van besparingen te projecteren dat mogelijk is wanneer verbeteringen worden aangebracht.

volledige kosten in verband met watergebruik wegen vaak ruimschoots op tegen de directe kosten. De directe kosten van de aankoop van water bij een nutsbedrijf lijken misschien niet significant genoeg om de inspanning te verdienen om het watergebruik te verminderen, maar wanneer de volledige kosten van water worden beoordeeld, kunnen de financiële besparingen aanzienlijk zijn. Tabel 3 geeft een voorbeeld van de verschillende kosten van water in een industrieel proces. In dit voorbeeld bedraagt de geschatte besparing door het implementeren van verbeteringen met behulp van directe water-en rioolkosten alleen slechts 56 procent van de geschatte besparing met behulp van de volledige waterkosten. De flexibele kostenbesparing van geconserveerd water wordt geschat op 40 procent van de totale behandelingskosten. Flexibele zuiveringskosten hebben betrekking op uitgaven die variëren afhankelijk van de hoeveelheid water die wordt behandeld (bijv. energie die wordt gebruikt om water te pompen en te behandelen, chemicaliën voor de behandeling); vaste kosten (bijv. kapitaaluitrusting die wordt gebruikt voor de behandeling) variëren doorgaans niet naarmate de afvalwaterdoorvoer verandert.

Bijlage B bevat een Waterkostencalculator die een sjabloon verschaft voor de berekening van gemeenschappelijke kosten verbonden aan watergebruik in industriële installaties. Het kan ook nuttig zijn om de potentiële water-en dollarbesparingen te schatten die het gevolg zouden zijn van het implementeren van maatregelen voor waterefficiëntie in uw faciliteit; zie Bijlage C voor een aantal vergelijkingen die u kunt gebruiken om deze schattingen te begeleiden.

in sommige waterarme gebieden kunnen industriële installaties geconfronteerd worden met de mogelijkheid van nog hogere watergerelateerde kosten—die van gederfde inkomsten als gevolg van de noodzaak om de productie te beperken in geval van verstoringen van de watervoorziening. De concurrentie om water in woon -, landbouw -, industrie-en milieubehoeften tijdens perioden van waterschaarste kan ertoe leiden dat lokale waterbeheerders beperkingen opleggen aan het gebruik van industrieel water. Inzicht in de kwetsbaarheid voor verstoring van de lokale watervoorziening kan een belangrijke overweging zijn bij het beoordelen van de werkelijke kosten van watergebruik bij de uitbreiding of ontwikkeling van nieuwe faciliteiten.

het volgende hoofdstuk bespreekt strategieën om te begrijpen hoe water wordt gebruikt in uw faciliteit en het identificeren van mogelijkheden om het watergebruik te verminderen en de activiteiten te verbeteren.

begin van de pagina

om

• te overwegen wat zijn het primaire eindgebruik van water in uw installatie?
• welke processen en installaties gebruiken het meeste water?
• welke kosten zijn verbonden aan het watergebruik van uw installatie? Welke indirecte kosten zijn niet verantwoord?

begin van de pagina

voetnoten

1 Kenny, Joan F. et. al. Geschat watergebruik in de Verenigde Staten in 2005. USGS. 2009. De USGS-gegevens omvatten geen industrieel watergebruik afkomstig van gemeentelijke watersystemen, alleen directe onttrekkingen aan oppervlakte-en grondwaterbronnen. Het werkelijke industriële watergebruik is waarschijnlijk groter. Voor informatie over watergebruik buiten de VS, zie AQUASTAT, Food and Agriculture Organization of the United Nations, ” Water terugtrekking per Sector, rond 2003.”Merk op dat de FAO-gegevens thermo-elektrisch koelwater opnemen in de industriële watertotalen.

2 Uphadyay, Sanjay, ” Microelectronics-Fosting Growth Opportunities in the Ultrapure Water Market.”Frost & Sullivan. 19 augustus 2011.

3 CERES and Pacific Institute, “Water Scarcity & Climate Change: Growing Risks for Businesses & Investors, ” februari 2009.

4 Vickers, Amy. Handbook of Water Use and Conservation. Waterschuifpers. 2001.

5 General Electric Company Water & Process Technologies, ” Solutions for Sustainable Water Savings: A Guide to Water Efficiency,” 2007.

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

7 Smith, Timothy A. Plumbing Systems and Design. Water-Meter selectie en dimensionering. 2008.

de Top van de Pagina

Toolkit Navigatie

• Inhoud & Colofon
• Samenvatting
• Inleiding
• Hoofdstuk 1: Inleiding
• Hoofdstuk 2: Gebruik van Water en Afval Water in een Industriële Faciliteiten
• Hoofdstuk 3: Het vinden van Water Afval op de werkvloer
• Hoofdstuk 4: Lean en Water-Efficiëntie Verbetering Strategieën
• Hoofdstuk 5: Lean en het Water Buiten de werkvloer
• Hoofdstuk 6: Conclusie
• Appendix A: Water-Efficiëntie Middelen en Technische Bijstand Providers
• annex B: Waterkostencalculator
• Appendix C: omzettingen en berekeningen van Watereenheden
• Appendix D: Mogelijkheid voor waterefficiëntie Checklist
• Appendix E: Woordenlijst van Watertermen

begin van de pagina