運(yùn)用QC方法提高水廠出廠水檢驗(yàn)合格率

安呈泰

山東建筑大學(xué)設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司 山東 濟(jì)南 250013

鄒平市某鎮(zhèn)自來水廠設(shè)計(jì)日供水量5000m3/d，供應(yīng)鎮(zhèn)上居民的生活用水。現(xiàn)有處理工藝較簡單，抗沖擊負(fù)荷能力較差。近半年出水品質(zhì)不穩(wěn)定，出廠水無法達(dá)到《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ/T206-2005中水質(zhì)檢驗(yàn)項(xiàng)目合格率要求，急需改善出水品質(zhì)，提高用戶對飲水的滿意度。

圖1 水廠流程示意圖

依據(jù)《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ/T206-2005中水質(zhì)檢驗(yàn)項(xiàng)目合格率要求，水樣檢驗(yàn)項(xiàng)目出廠水日檢9項(xiàng)指標(biāo)合格率均應(yīng)不小于95%。業(yè)主反映，目前水廠出水指標(biāo)檢測合格率小于95%。因此成立了QC專題研究小組，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況。組織開展了本次活動(dòng)，旨在解決水廠的出水水質(zhì)問題。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 主要方向調(diào)查

QC小組成員對近半年的出廠水日檢9項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類調(diào)查整理，按照《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ/T206-2005中水質(zhì)檢驗(yàn)項(xiàng)目合格率要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)COD檢測不合格占所有檢測不合格數(shù)量的比例高達(dá)86.36%。進(jìn)一步計(jì)算得到出廠水的COD檢測合格率僅為71.5%。故“出廠水COD超標(biāo)”為本次課題分析的主要方向。因此將“出廠水COD超標(biāo)”這一質(zhì)量問題進(jìn)一步分析，以明確問題癥結(jié)所在。

1.2 問題癥結(jié)調(diào)查

QC小組對出廠水日檢COD數(shù)據(jù)繼續(xù)整理，并結(jié)合進(jìn)水水質(zhì)、操作使用記錄等資料進(jìn)一步分析，得到工藝流程不完善、原水雜質(zhì)含量超標(biāo)、水溫過低、檢測儀器遭受污染、記錄數(shù)據(jù)有誤共五條原因，均會(huì)造成出廠水化學(xué)需氧量超標(biāo)。具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1?？芍肮に嚵鞒滩煌晟啤边@一項(xiàng)累計(jì)頻率達(dá)到78.95%，為關(guān)鍵少數(shù)項(xiàng)，是出廠水COD超標(biāo)的癥結(jié)。

表1 COD檢測不合格問題頻數(shù)統(tǒng)計(jì)表

1.3 設(shè)定目標(biāo)

目前水廠凈水處理技術(shù)較為發(fā)達(dá)，臭氧活性炭、超濾、納濾等工藝均能實(shí)現(xiàn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749中COD含量不大于3 mg/L這一目標(biāo)，從而提高指標(biāo)檢測合格率[1]。調(diào)查鄒平市和周邊縣市的水廠出水情況，得知同行業(yè)水廠出水COD檢測合格率可達(dá)到98%-100%。QC小組的水廠設(shè)備、環(huán)境、人員條件都沒有缺陷，也應(yīng)達(dá)到這一水平。因此，設(shè)定目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)出廠水COD檢測合格率達(dá)到98%。

2 原因分析及要因確認(rèn)

2.1 原因分析

為了準(zhǔn)確找出問題所在，QC小組成員召開會(huì)議，運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法對“工藝流程不完善”這一癥結(jié)展開分析討論，制定出魚刺圖，尋找到砂濾池效率低下、絮凝沉淀處理效果差、控制系統(tǒng)效果不好等10條末端因素。

2.2 要因確認(rèn)

根據(jù)魚刺圖和找出的13條末端原因，QC小組對造成“工藝流程不完善”的末端原因，進(jìn)行了對問題癥結(jié)影響程度的分析，并逐一確認(rèn)。

2.2.1 絮凝沉淀處理效果差

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：絮凝沉淀池是否正常運(yùn)行，去除COD效率是否達(dá)到行業(yè)水平。

確認(rèn)過程：對絮凝沉淀池各組成部分和運(yùn)行情況進(jìn)行檢查驗(yàn)證，確認(rèn)絮凝沉淀池?zé)o功能性缺陷，可正常運(yùn)行。進(jìn)一步進(jìn)行出水COD檢測，確認(rèn)絮凝沉淀池的處理效率。

確認(rèn)結(jié)果：水廠絮凝沉淀池?zé)o功能性缺陷，對COD的去除效率為23.78-38.45%，與行業(yè)內(nèi)絮凝沉淀池COD去除效率（20-35%）基本相同[2]?？膳袛嘈跄恋硖幚硇Ч顚栴}癥結(jié)影響程度較小，該因素為非要因。

2.2.2 砂濾池效率低下

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：砂濾池是否正常運(yùn)行，去除COD效率是否達(dá)到行業(yè)水平。

確認(rèn)過程：對砂濾池各組成部分和運(yùn)行情況進(jìn)行檢查驗(yàn)證，確認(rèn)砂濾池?zé)o功能性缺陷，可正常運(yùn)行。進(jìn)一步進(jìn)行出水COD檢測，確認(rèn)砂濾池的處理效率。

確認(rèn)結(jié)果：水廠砂濾池?zé)o功能性缺陷，但對COD的去除效率為22.59-36.53%，低于行業(yè)內(nèi)絮凝沉淀池COD去除效率（30-50%）[3]?？膳袛嗌盀V池效率低下對問題癥結(jié)影響程度較大，該因素為要因。

2.2.3 控制系統(tǒng)效果不好

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：是否能實(shí)現(xiàn)全面高效的自動(dòng)化控制。

確認(rèn)過程：QC小組對水廠的控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)查。發(fā)現(xiàn)水廠缺乏先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，原有初級自控系統(tǒng)部分控制器型號已屬于淘汰產(chǎn)品?，F(xiàn)有的藥劑投加系統(tǒng)陳舊落后，絮凝劑和消毒劑需要人工調(diào)試操作，精度低，調(diào)節(jié)性、可控性較差。

確認(rèn)結(jié)果：現(xiàn)有的初級自控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)極不穩(wěn)定。加藥系統(tǒng)基本依靠人工調(diào)試操作加藥，投加藥劑無法及時(shí)根據(jù)水質(zhì)變化進(jìn)行計(jì)量調(diào)節(jié)，對水處理效果的影響極大。因此可判斷控制系統(tǒng)效果不好對問題癥結(jié)影響程度較大。該因素為要因。

2.2.4 無定期養(yǎng)護(hù)措施

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：是否有完整的定期養(yǎng)護(hù)措施。

確認(rèn)過程：對水廠的日常保養(yǎng)維護(hù)情況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示水廠有完善的保養(yǎng)維護(hù)制度，周檢、月檢、季檢記錄齊全。設(shè)備廠家每年提供電話指導(dǎo)或上門維護(hù)服務(wù)。

確認(rèn)結(jié)果：水廠保養(yǎng)維護(hù)制度完善，不存在缺少養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)象，該因素為非要因。

2.2.5 操作方法有誤

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：系統(tǒng)操作流程是否標(biāo)準(zhǔn)，工藝運(yùn)行操作是否準(zhǔn)確。

確認(rèn)過程：對水廠的操作規(guī)程展開調(diào)查。結(jié)果顯示水廠系統(tǒng)操作使用手冊和操作規(guī)程說明書齊全?？疾焖畯S操作人員對系統(tǒng)操作的熟悉程度，正確率均在90%以上。

確認(rèn)結(jié)果：各類文件齊全，工作人員操作熟練，該因素為非要因。

2.2.6 藥品投加量不合理

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：絮凝沉淀池運(yùn)行時(shí)取樣進(jìn)行最佳加藥量實(shí)驗(yàn)

確認(rèn)過程：進(jìn)行燒杯實(shí)驗(yàn)確定最佳投藥量，結(jié)果顯示混凝劑最佳投加量為14mg/L。目前絮凝沉淀池加藥量為15mg/L，與試驗(yàn)結(jié)果基本相同。

確認(rèn)結(jié)果：燒杯實(shí)驗(yàn)投加量和實(shí)際投加量數(shù)值接近，該因素為非要因。

2.2.7 藥品質(zhì)量有問題

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：藥品質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

確認(rèn)過程：對水廠現(xiàn)有混凝劑進(jìn)行檢查，結(jié)果顯示生產(chǎn)廠家具備合格的藥品許可證。水廠購置藥品時(shí)，每一批藥都要進(jìn)行入廠檢驗(yàn)。

確認(rèn)結(jié)果：混凝劑質(zhì)量合格，該因素為非要因。

2.2.8 藥品不適合

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：水廠選用的絮凝劑和消毒劑是否合理。

確認(rèn)過程：水廠使用聚合氯化鋁作為混凝劑，使用二氧化氯作為消毒劑。此兩種藥劑均為常用藥劑，效果較好[4-5]，能夠滿足水廠工藝處理的水質(zhì)要求。

確認(rèn)結(jié)果：兩種藥劑均為水廠給水處理中的常用藥劑，效果較好，該因素為非要因。

2.2.9 工作人員技術(shù)不過關(guān)

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：主要操作人員是否經(jīng)驗(yàn)豐富，具備職業(yè)技能鑒定證書。

確認(rèn)過程：水廠主要操作人員工作年限均大于3年，有豐富的本崗位工作經(jīng)驗(yàn)，且取得相應(yīng)的職業(yè)技能鑒定證書。

確認(rèn)結(jié)果：水廠工作人員工作經(jīng)驗(yàn)豐富，該因素為非要因。

2.2.10 工作人員責(zé)任心不強(qiáng)

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：各類巡檢、水質(zhì)檢測記錄是否齊全。

確認(rèn)過程：查看整理了近三年水廠的各類巡檢記錄、水質(zhì)檢驗(yàn)記錄等文件，發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)記錄記錄詳細(xì)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

確認(rèn)結(jié)果：水廠工作人員工作責(zé)任心較強(qiáng)，巡檢記錄齊全，該因素為非要因。

3 制定對策

根據(jù)得到的主要原因，QC小組提出多個(gè)對策方案進(jìn)行評價(jià)，并依此制定對策，如表2所示。并根據(jù)選定的對策制定相應(yīng)的對策實(shí)施計(jì)劃，如表3所示。

表2 對策分析評價(jià)表

表3 對策表

4 對策實(shí)施

根據(jù)所制定的對策，嚴(yán)格按照計(jì)劃對兩條主要原因進(jìn)行改進(jìn)，落實(shí)到QC小組每個(gè)人。改進(jìn)過程中嚴(yán)格控制進(jìn)度節(jié)點(diǎn)，定期檢查實(shí)施效果。

4.1 要因一實(shí)施措施

針對“砂濾池效率低下”這一要因，提出三條對策實(shí)施措施。

措施一：制定最佳工藝方案。召開會(huì)議討論過濾單元增加活性炭裝置的最佳技術(shù)，確認(rèn)選用新建活性炭吸附罐的技術(shù)方案。措施二：繪制施工圖。組織設(shè)計(jì)人員完成活性炭吸附罐施工圖設(shè)計(jì)，圖紙經(jīng)校對審核無誤后提交業(yè)主，進(jìn)行下一步的設(shè)備采購和安裝施工。罐體放置在新建的活性炭吸附罐廠房內(nèi)。分兩組運(yùn)行，每組2個(gè)吸附罐串聯(lián)運(yùn)行。設(shè)計(jì)流量：Qmax=5000x1.10=5500m3/d=229.2m3/h（流量系數(shù)1.10）。措施三：建設(shè)安裝活性炭吸附罐。建設(shè)單位進(jìn)行招標(biāo)，購置活性炭吸附罐。水廠組織施工，廠家負(fù)責(zé)指導(dǎo)安裝。安裝完成后由廠家進(jìn)行試水調(diào)試，培訓(xùn)并指導(dǎo)水廠工作人員進(jìn)行設(shè)備的操作和日常維護(hù)。QC小組成員參與項(xiàng)目的試水調(diào)試和培訓(xùn)指導(dǎo)過程。

4.2 要因二實(shí)施措施

針對“控制系統(tǒng)效果不好”這一要因，提出三條對策實(shí)施措施。

措施一：制定最佳工藝方案。討論并確認(rèn)采用基于可編程邏輯控制器（PLC）組成的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，借助上位機(jī)的編程來實(shí)現(xiàn)對水廠各單元的自動(dòng)控制，對水廠水質(zhì)實(shí)時(shí)性和精確性監(jiān)控[6]。

措施二：繪制施工圖。組織設(shè)計(jì)人員，完成自控系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，圖紙經(jīng)校對審核無誤后提交業(yè)主，進(jìn)行下一步的設(shè)備采購和安裝施工。

措施三：配置自控系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)。建設(shè)單位進(jìn)行招標(biāo)，購置自控系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)。

4.3 實(shí)施效果檢查

QC小組成員在試水調(diào)試期間對水廠出水COD濃度進(jìn)行了監(jiān)測，一天兩次，共7天。結(jié)果顯示，水廠出水COD均小于3mg/L，COD指標(biāo)檢測合格率為100%，達(dá)到預(yù)期的效果。

5 效果檢查及鞏固措施

5.1 效果檢查

QC小組收集了水廠改造后兩個(gè)月內(nèi)水廠各工藝單元出水COD濃度。記錄顯示，水廠配置活性炭過濾罐和自控系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)后運(yùn)行穩(wěn)定，水廠出水COD均小于3mg/L，COD指標(biāo)檢測合格率為100%，成功達(dá)成課題目標(biāo)。

5.2 鞏固措施

為了鞏固本次活動(dòng)效果。QC小組將活動(dòng)成果整理歸檔，總結(jié)并編制《水廠砂濾池改造標(biāo)準(zhǔn)流程指導(dǎo)書》，在集團(tuán)中推廣應(yīng)用。同時(shí)小組決定繼續(xù)開展 QC 活動(dòng)，并針對今后設(shè)計(jì)工作中可能出現(xiàn)的問題，決定下一個(gè)課題選擇“降低自來水廠混凝劑藥耗量”。

6 結(jié)語

QC小組按照PDCA循環(huán)，持續(xù)質(zhì)量改進(jìn)，有效的提高了出廠水化學(xué)需氧量合格率，同時(shí)也使得水廠各工藝單元得到了優(yōu)化，效率得到了提高。本次課題保障了農(nóng)村居民的飲水安全，對提高人民的衛(wèi)生水平、提高居民的身體健康有著重要的意義。