US EPA

vattenanvändning och vattenavfall vid industrianläggningar

• Definition av vattenavfall
• industriell vattenanvändning
• vatten slutanvändning: hur vatten används vid anläggningar
• Mätanläggning vattenanvändning: mätning och Undermätning
• kostnader i samband med vattenanvändning
• att överväga
• fotnoter

li>

• Toolkit Navigation

definition av vattenavfall

vatten är en av de mest kritiska resurserna i världen och är nödvändig för alla typer av industrier. Vatten krävs i betydande mängder för att skapavaror från livsmedelsprodukter till kiselchips. I denna verktygslåda avser termen ”vattenavfall” användning av vatten utöver den punkt som optimerar värdet för kunden. Detta inkluderar vattenanvändning utan mervärde genom hela anläggningens verksamhet och stödprocesser, och från leveranskedjan genom produktion, produktanvändning och avfallshantering. Vattenavfall kan skada människors och ekosystems hälsa och välbefinnande genom att avleda vatten från andra behov och fördelaktiga användningsområden. Att minska vattenavfallet kan bidra till att nuvarande och kommande generationer har tillgång till en hållbar vattenförsörjning.

förbättra anläggningens vatteneffektivitet genom att minska vattenavfallet, inte bara genom att minska vattenintaget, utan genom att hitta kreativa sätt att använda vatten mer effektivt. Vatteneffektivitet, som termen används i denna verktygslåda, avser minskningar av mängden vatten som används per produktionsenhet. Vatteneffektivitet avser den minsta mängd vatten som behövs för att utföra en uppgift. (Observera att vatteneffektivitetsförbättringar inte nödvändigtvis innebär att en anläggnings totala vattenanvändning minskar, eftersom produktionsökningar kan kompensera vatteneffektivitetsvinster.) Exempel på vattenavfall inkluderar:

• förlust av vatten genom materialfel, såsom läckande slangmunstycken
• kassera vatten som kan återanvändas, såsom behandlat sköljvatten
• Avloppsvattenutsläpp
• vatten som används av högflödesapparater istället för effektivare alternativ
• användning av vatten över nödvändighet, såsom användning av för mycket vatten för rengöring av anläggningar eller delar

att förstå de många ställen där vattenavfall uppstår är ett viktigt första steg för att identifiera områden för förbättring.

överst på sidan

industriell vattenanvändning

användningen av vatten av industrier, både i USA och i hela världen, representerar en betydande del av den totala vattenanvändningen. USA: s industriella vattenanvändning beräknas vara mer än 18,2 miljarder gallon per dag (från direkta vattenuttag, exklusive vattenanvändning från offentlig vattenförsörjning)1. Medan industriella vattenuttag står för bara fem procent av de totala vattenuttag i USA, står termoelektriska vattenuttag för 49 procent. Industri-och tillverkningsföretag använder också cirka 12 procent av den offentliga vattenförsörjningen. Industriella vattenanvändare inkluderar anläggningar som är involverade i sektorer som kemikalier, mat och dryck, papper och tillhörande produkter, stål, elektronik och datorer, metallbehandling, petroleumraffinering och transportutrustning. Sammantaget är två av de mest vattenförbrukande sektorerna i ekonomin jordbruk och termoelektrisk kraft, även om andra industrier kan använda en betydande del av de offentliga vattenförsörjningarna i vissa områden.

andelen industriell vattenanvändning kan vara mycket större i vissa geografiska områden, och dessa områden kan uppleva betydande försörjningstryck. Figur 3, nedan, visar en geografisk fördelning av vattenbrist över hela världen. Områden som är utsatta för vattenbrist kommer sannolikt att uppleva fortsatt konkurrens om vattenresurser, vilket kan påverka ditt förhållande till det omgivande samhället. Var medveten om anläggningens läge i förhållande till potentiell vattenbrist och överväga vattenkonkurrens när du placerar nya anläggningar eller bygger relationer med nya leverantörer. I USA upprätthåller National Integrated Torkainformationssystem en användarvänlig webbportal med aktuell information, prognoser, kartor, rapporter och resurser som hanterar torkförhållanden och vattenbrist.

industriell vattenanvändning varierar beroende på sektor, eftersom olika aktiviteter kräver olika tillförsel av vatten. Ruta 6 listar åtta branscher som kräver betydande tillförsel av vatten.

det finns mycket variation mellan industrisektorer i relativ vattenanvändning, och behovet av vatten varierar mycket mellan stadierna av produkten eller tjänsten värdekedja, från leverantörer genom produktion till produktanvändning. Det är viktigt att veta var i värdekedjan din branschs vattenanvändning är tyngst, så att du på lämpligt sätt kan rikta förbättringsinsatser. Till exempel använder klädindustrin stora volymer vatten i råvaruproduktionen, medan bioteknik-och läkemedelsindustrin använder de flesta av sina vattenresurser i direkt verksamhet. Tabell 2 visar den relativa intensiteten av vattenpåverkan (från noll till tre kvadrater) i olika segment av värdekedjan för flera industrisektorer.

överst på sidan

slutanvändning av vatten: Hur vatten används vid anläggningar

för att minska vattenavfallet i industrin är det viktigt att förstå de många sätt som vatten används inom anläggningar. Att förstå slutanvändningen av vatten är avgörande för att identifiera vattenbesparingsmöjligheter. Medan slutanvändningen av vatten varierar beroende på bransch och anläggning finns det kategorier av vattenanvändning som finns i de flesta industrianläggningar. Vattenanvändning i de flesta branscher kan klassificeras i följande breda slutanvändningar:

• produktionsbearbetning och användning i produkten
• Hjälpprocesser (t. ex. rengöring)
• kyla och värme (t.ex. kyltorn och pannor)
• inomhus hushållsbruk (t. ex. toaletter, kök och tvätt)
• landskap bevattning

dessa breda kategorier omfattar många av de sätt industrianläggningar använder vatten. Bland amerikanska industrikunder utgör kylverksamheten (inklusive kyltorn och öppna kylsystem) den enskilt största kategorin slutanvändning av industriellt vatten, med mer än 50 procent av den industriella och kommersiella vattenbehovet kombinerat mot kylning4.

mängden vatten som krävs för de olika slutanvändningarna skiljer sig åt efter bransch. Service-och tillverkningsanläggningar kräver mest vatten för tvätt och bearbetning, medan mat-och dryckesanläggningar använder det mesta av sitt vattenintag vid produktberedning. Figur 4 visar exempel på slutanvändning av vatten inom dator-och elektronikindustrin och livsmedelsindustrin.

stora slutanvändningar av vatten ger ofta de största möjligheterna till minskning av vattenavfall och effektivitetsförbättring. Till exempel i många livsmedels -, dryckes-och läkemedelsföretag kan rengöringsprocessutrustning stå för så mycket som 50 till 70 procent av anläggningens totala vattenanvändning och utgör en betydande möjlighet att spara vatten5. Figur 5 illustrerar hur vatten strömmar genom flera olika slutanvändningar vid en industrianläggning; Observera att detta diagram inte innehåller alla återanvändningsalternativ. Tänk på hur ett liknande diagram skulle se ut som visar vattenanvändningen på din anläggning.

överst på sidan

Mätanläggning vattenanvändning: mätning och Undermätning

för att få en bättre förståelse för vattenanvändningsmönster på din anläggning är det nästan alltid bra att använda vattenmätare. Många Lean-metoder är beroende av tillgången till aktuell och korrekt information om viktiga prestationsmått. Genom att mäta vattenanvändning och flöden på anläggnings-och/eller processnivå blir det mycket lättare att identifiera vatteneffektivitetsmöjligheter. Som ordspråket säger kan du inte hantera det du inte mäter. Det finns två typer av vattenmätare: Källmätare mäter mängden vatten som levereras till anläggningen, medan undermätare mäter användningen för specifika aktiviteter som kyltorn, processanvändning eller landskapsvattenanvändning.

vattenmätare kan vara antingen bärbara eller fasta på specifik utrustning. Använd bärbara vattenmätare för att mäta vattenflöden för processer eller operationer i din anläggning, som en del av Lean-insatser som gemba-promenader, value stream mapping och kaizen-händelser (strategier som diskuteras i kapitel 3-4). Du kan fästa en handhållen akustisk vattenmätare på ett rör på några ställen där du tror att det kan vara överdriven vattenanvändning. Jämför vattendata från mastermätaren med vattnet som strömmar genom rören i processen för att bekräfta var det finns potentiella vattenbesparingsmöjligheter. Dessa data kan hjälpa dig att utveckla en vattenbalans (beskrivs i kapitel 3). Se Bilaga B för resurser som hjälper dig att bestämma andelen vattenanvändning, inklusive beräkningar och enhetsomvandlingar.

noggrann mätning av vattenanvändning kan hjälpa dig att identifiera områden för riktade minskningar och spåra framsteg från uppgraderingar av vatteneffektivitet. Submetrar kan också hjälpa till att identifiera läckor och indikera när utrustningen inte fungerar. I vissa fall kan det också vara användbart att mäta vattentrycket; ett tryckfall kan indikera närvaron av en läcka. Men speciellt för mindre anläggningar är det inte nödvändigtvis meningsfullt att använda mätare överallt. Överväg att använda mätare när du har behov av att noggrant spåra data; till exempel före och efter en processförbättringshändelse på en vattenintensiv process. Du kan använda uppgifterna från mätarna för att jämföra vattenanvändningen och se hur dina ansträngningar har förbättrat anläggningens vatteneffektivitet. Större anläggningar kan också integrera mätare i centraliserade bygghanteringssystem, vilket gör det enkelt att elektroniskt spåra vattenanvändning, generera rapporter och utlösa varningar när läckor eller avvikelser hittas. För ytterligare råd om när du ska använda vattenmätare, kontakta ditt lokala vattenverk eller resurserna i bilaga A.

installera rätt mätare och se till att den fungerar korrekt är avgörande för korrekt vattenmätning. Det finns många typer och storlekar av mätare avsedda för olika användningsområden, så det är viktigt att välja rätt. Felaktig storlek eller typ av mätare kan orsaka problem. Till exempel kan en underdimensionerad vattenmätare orsaka överdriven tryckförlust, minskat flöde och buller. Överdimensionerade mätare är inte ekonomiska och mäter inte noggrant minimala flödeshastigheter7. Det är också viktigt att se till att vattenmätarna är korrekt kalibrerade enligt tillverkarens rekommendation och att lämpliga underhållsmetoder följs på doseringsutrustning. De flesta mätare har interna mekaniska delar och kommer att börja underregistrera mängden vatten som används när mätaren blir äldre och de mekaniska delarna slits ner. När onormala vattenmätningar upptäcks, kontrollera mätutrustningen för att säkerställa att resultaten inte beror på fel i mätutrustningen.

genom att mäta vattenanvändning på anläggnings-och processnivåer kan anläggningspersonal sammanställa data för att informera Lean-förbättringsinsatser. Här är några praktiska tips för att använda vattenmätare som en del av magra ansträngningar:

• använd flödesmätare och vattenkvalitets-eller renhetsstandarder för att fastställa standardarbete för vattenanvändning, flöde och trycknivåer, med hänsyn till ”börvärden” som rekommenderas av utrustningsspecifikationer och anläggningsoperationer. Dessa basnivåer ger ett viktigt sammanhang för vad som står för” normala ” driftsparametrar mot vilka förbättringar och nya vattenförluster kan bedömas.
• Använd data som mätare tillhandahåller för att bestämma lämplig frekvens för aggregering och rapportering av vattenmått (t. ex. dagligen eller veckovis) som bäst uppfyller din anläggnings behov.
• Visa anställda hur man läser och använder vattenmätare som en del av Lean-aktiviteter som gemba-promenader, value stream mapping och kaizen-evenemang, så att de kan identifiera vattenbesparingsmöjligheter.
• Lägg upp mål för minskning av vattenanvändning och information om vattenanvändning på fabriksgolvet på Lean production control boards eller på andra tillgängliga platser för att öka medvetenheten om vattenanvändning och effektivitet bland anställda.
• spåra data från vattenmätare över tiden. Portfolio Manager, ett webbaserat benchmarkingverktyg för byggprestanda som finns tillgängligt från ENERGY STAR-programmet, kan hjälpa dig att spåra och jämföra vattenförbrukningsdata. För mer information om portföljförvaltaren, se bilaga A.

överst på sidan

kostnader för vattenavfall

som anges i kapitel 1 omfattar kostnader för vattenanvändning mer än de direkta kostnader du betalar för vattenförsörjning, men också kostnaderna för vatten när det rör sig genom processer och operationer (se Figur 7). Ruta 7 innehåller exempel på vattenkostnader, såsom energi, föroreningskontroll, regelefterlevnad och råvarukostnader.

att uppskatta de många komponenterna i den totala vattenkostnaden för en anläggning kan börja med kostnaden för vatten som köpts från verktyg, men bör också inkludera kostnaden för steg som krävs för att bearbeta, använda och tömma vattnet. Dessa kostnader kan uppgå till en hel del mer än vad som visas på en elräkning. Vid beräkning av vattenkostnader är det viktigt att överväga dessa och andra indirekta kostnader i alla funktioner i en anläggning. Var noga med att använda beräknade framtida priser vid bedömning av vattenkostnader för att projicera den besparingsnivå som kommer att vara möjlig när förbättringar görs.

fullständiga kostnader för vattenanvändning uppväger ofta de direkta kostnaderna. Den direkta kostnaden för att köpa vatten från ett verktyg kanske inte verkar tillräckligt betydande för att förtjäna ansträngningarna att minska vattenanvändningen, men när hela kostnaden för vatten bedöms kan de ekonomiska besparingarna vara betydande. Tabell 3 visar ett exempel på de olika kostnaderna för vatten i en industriell process. I det här exemplet är de beräknade besparingarna från att genomföra förbättringar med hjälp av direkta vatten-och avloppskostnader bara 56 procent av de beräknade besparingarna med hela kostnaden för vatten. De flexibla kostnadsbesparingarna för konserverat vatten beräknas uppgå till 40 procent av den totala reningskostnaden. Flexibla reningskostnader avser utgifter som varierar beroende på volymen av behandlat vatten (t.ex. energi som används för att pumpa och behandla vatten, behandlingskemikalier); fasta kostnader (t. ex. kapitalutrustning som används för behandling) varierar vanligtvis inte när avloppsvattengenomströmningen förändras.

Bilaga B innehåller en Vattenkostnadsräknare som ger en mall för beräkning av gemensamma kostnader i samband med vattenanvändning vid industrianläggningar. Det kan också vara användbart att uppskatta de potentiella vatten-och dollarbesparingar som skulle bli resultatet av att genomföra vatteneffektivitetsåtgärder vid din anläggning.se Bilaga C för några ekvationer som du kan använda för att styra dessa uppskattningar.

i vissa vattenstressade områden kan industrianläggningar möta möjligheten till en ännu större vattenrelaterad kostnad—den för förlorade intäkter från behovet av att begränsa produktionen vid störningar i vattenförsörjningen. Konkurrens om vatten över bostads -, jordbruks -, industri-och miljöbehov under perioder med vattenbrist kan leda till att lokala vattenförvaltare sätter gränser för industriell vattenanvändning. Att förstå sårbarheten för störningar i lokala vattenförsörjningar kan vara ett viktigt övervägande när man bedömer de verkliga kostnaderna för vattenanvändning vid utbyggnad eller utveckling av nya anläggningar.

nästa kapitel diskuterar strategier för att förstå hur vatten används på din anläggning och identifiera möjligheter att minska vattenanvändningen och förbättra verksamheten.

överst på sidan

att överväga

• vilka är de primära vattenändanvändningarna på din anläggning?
• vilka processer och anläggningar använder mest vatten?
• vilka kostnader är förknippade med din anläggnings vattenanvändning? Vilka indirekta kostnader kan inte redovisas?

överst på sidan

fotnoter

1 Kenny, Joan F. et. al. Beräknad användning av vatten i USA 2005. USGS. 2009. USGS-uppgifterna omfattar inte industriell vattenanvändning från kommunala vattensystem, endast direkta uttag från yt-och grundvattenkällor. Den faktiska industriella vattenanvändningen är sannolikt större. För information om vattenanvändning utanför USA, se AQUASTAT, FN: s livsmedels-och jordbruksorganisation, ”vattenuttag per sektor, omkring 2003.”Observera att FAO-data inkluderar termoelektriska kylvattenuttag i sina industriella vattensummor.

2 Uphadyay, Sanjay, ” mikroelektronik – främja tillväxtmöjligheter i Ultrapure Vattenmarknaden.”Frost & Sullivan. 19 augusti 2011.

3 CERES och Pacific Institute,”vattenbrist & klimatförändringar: Växande risker för företag & investerare, ” februari 2009.

4 Vickers, Amy. Handbok för vattenanvändning och bevarande. Vattenplog Tryck. 2001.

5 General Electric Company Water & Process Technologies, ”lösningar för hållbara vattenbesparingar: en Guide till vatteneffektivitet”, 2007.

6 North Carolina Institutionen för miljö och naturresurser, vatten effektivitet Manual för kommersiella, industriella och institutionella anläggningar, maj 2009.

7 Smith, Timothy A. VVS-system och Design. Val av vattenmätare och storlek. 2008.

överst på sidan

Toolkit Navigation

• innehåll& bekräftelser
• sammanfattning
• förord
• Kapitel 1: Introduktion
• Kapitel 2: vattenanvändning och vattenavfall vid industrianläggningar
• Kapitel 3: att hitta vattenavfall på fabriksgolvet
• kapitel 4: Strategier för Lean-och vatteneffektivitet
• Kapitel 5: Lean och vatten bortom fabriksgolvet
• kapitel 6: slutsats
• bilaga A: resurser för vatteneffektivitet och leverantörer av tekniskt stöd
• bilaga B: Vattenkostnadsräknare
• Bilaga C: omvandlingar och beräkningar av Vattenenheter
• Bilaga D: checklista för vatteneffektivitet
• Bilaga E: ordlista över Vattentermer

överst på sidan