节水策略,助力可持续发展
全球缺水危机加剧,家庭和工业用户必须通过切实可行的方法来减少水使用量,保护珍贵的水资源。
简述
- 生活用水约占全球用水总量的10%,而工业用水约占20%。热电发电、生产制造、食品加工、采矿作业、原油开采是工业用水大户。
- 减少水使用量直接关乎节水策略的落地生效。实现的方法非常多,比如优化工业级和消费级清洗流程、选用节水材料、修补漏水点、利用替代冷却技术等。
- 工业废水处理和水回收再利用装置 —— 比如用于冷却 —— 减小了淡水资源的需求量。
- 节约用水可以大幅减少对环境的影响,保护自然资源,支持企业推行可持续发展计划,同时降低运营成本。
- 通过水审计、设备升级、水回用,以及与业内同行合作,用户有望减少水足迹。
地球的生命之源
地球生物离不开水,水是生命之源。谈及节水,生活用水往往是关注重点。然而,工业用水量可达生活用水量的两倍之多。
本文关注用水情况,明确用水大户,探讨可行的节水策略,分析投资需求,强调其对可持续发展的深远影响。
不同部门的用水量
工业用水大户有:
- 热电发电:涵盖火电厂、核电厂和燃气电厂,用水量约占工业总用水量的45%,水主要用作冷却介质。
- 生产制造:涵盖从需要大量使用水的纺织品生产,到有复杂需求的电子器件制造的各类应用,清洗、冲洗、稀释、冷却、材料运输过程都需要大量使用水。
- 食品和饮料加工:从农场到餐桌都离不开水,不仅限于粮食耕种。原材料加工和清洗装置都需要接入水,水通常直接接触产品,留下水足迹。
- 采矿作业:多项采矿作业都需要大量使用水,包括抑尘、泥浆运输和矿物分离过程。
- 石油和天然气开采:化石燃料开采的水使用量非常大,尤其是水力压裂法采油。
深度分析
农业用水接近全球总用水量的70%,工业用水约占20%,剩余10%为生活用水。
深度分析
生产一件纯棉T恤衫大约需要耗费2,700 l (700 gal)的水。
可喜的是,人们正在抓紧制定系列节水策略,有望在不影响生产效率或产品质量的前提下落地实施。两大策略分别是节约用水和水回用。
减少浪费
在其他领域内,人们竭尽全力提高过程效率,比如节约能源和化学品的使用量;力争节约生活用水和工业用水同样至关重要。节约生活用水的方法有选用节水设备,严格限制人工用水,比如烹饪、清洁、浇花和沐浴等过程的用水量。而对于工业用水节约,可以安装节水设备,进行全面用水审计,识别实际过程中的潜在节约用水点。
优化清洗工序
许多行业都需要定期清洗工艺设备。企业可以通过安装传感器监测清洗过程,优化清洗周期,从而避免频繁清洗。
此外,许多现代化工厂管理软件都配备有预测性建模功能,帮助用户优化改进技术,尽量减少成本和资源投入,包括用水量。基于模型调整过程参数,有助于制造商优化设备运行参数,保证产品质量稳定,始终符合监管要求,有效降低水使用量。
合理选择材料
在生产运营过程中,早期决策会影响用水量。选择加工过程用水量较小的材料,比如回收再利用材料,或者运用节水型生产方法,有助于实现整个供应链节约用水。
泄漏检测和漏水点修理
泄漏检测和维修看似简单,但在家庭和工业环境中却经常被忽视。尤其针对复杂管路基础设施,可以防止大量水流失,节约昂贵的成本支出。定期检查系统,及时安排维修,有助于节约用水,降低费用支出。
替代冷却技术
在发电和其他行业中,水被用作冷却介质,推动替代冷却技术的的创新发展。例如,空冷系统和混合冷却系统可以大幅减少水使用量,避免向环境排放大量热水。
水回用
除了上述直接节约用水的方法和技术,各地市政当局越来越青睐水回用技术,其在单个工业化工厂内的应用也趋于广泛。水回用使得用水点可以重复使用水,从而减少用水总量。
在工业领域内,废水回收处理是可持续的替代解决方案,应用广泛。依据不同的用途,可能需要突破监管障碍。然而,人们越来越重视闭环工业水系统,即将水回收后再利用,而不是直接排出。以发电厂冷却水为例,通常情况下,高温水直接排放汇入河流。经过水处理后,可以在工厂内重复使用,甚至可以再利用,服务其他工业生产和农业灌溉。
上述节水策略需要资金投入,因实际技术、实施规模、现有基础设施不同,所需投资也存在差异。水回用需要前期投资采购水收集和水处理系统,除了有助于推动可持续发展,还能实现长期成本节约。主要得益于用水量减少和废水处理成本降低。
节水行动五步走
时代要求不断提高信息透明度,强化利益相关者参与度,节约用水是企业社会责任和环境管理的具体表现。五步走行动可以吸引优先考虑可持续发展的利益相关者,能够与消费者产生共鸣,他们更倾向于基于公司环境检查记录进行购买决策。
五步走行动方案帮助工业用户减少对淡水的需求量,积极保护生态环境:
- 执行水审计:首先,确定水使用量最大的工艺过程。然后,评估实际用水量、漏水状况,以及水回用的潜能。
- 修复故障:维修漏水点,修复产生水浪费的设备故障,持续监控水使用情况,确定改进点。
- 实施水回用:在生产过程中,或者在闭环系统中尽量回收再利用水。对废水进行处理,在冷却、灌溉等非饮用水应用中再利用。
- 升级改造低效率设备:寻找并安装创新的节水设备,减少用水量。
- 同业内同行合作:参与全行业节水方案讨论,响应全球倡议,充分利用政府激励措施和支持政策。
在日常生活中可以实施类似的生活用水节水策略,对于非工业用户而言同样非常重要。
节水案例
以下列举多个节水案例,适合特定行业应用:
- 生产制造:采用节水型冷却系统,回收再利用工艺用水,并且优化清洗工艺。
- 食品和饮料:选用节水型食品加工技术,减少清洗水用量,再利用处理后的废水进行农业灌溉。
- 发电:采用先进的冷却技术,优化冷却系统水循环,并且再利用处理后的工业废水,用于非饮用水场合。
上述方法有助于工业化工厂减少水使用量,降低运营成本,推动可持续水资源管理。
可持续发展能力和经济影响
减少河流、湖泊、含水层的取水量,有助于维持水圈系统的生态平衡、支持生物多样性,保护重要的自然资源,造福子孙后代。优化工艺流程还能帮助企业减少成本开支。
除了保护仅次于生命的重要水资源,节水还有助于减小碳足迹,降低第三方的水处理和水分配要求,这些工作都需要能源支持。
节水是重要的环境和经济机遇,能够带来巨大的社会效益。采用创新技术,实施高效流程,回收再利用水资源,可以降低水使用量,与全球自然资源管理的各项努力保持一致。