運用QC方法提高水廠出廠水檢驗合格率

安呈泰

山東建筑大學設計集團有限公司 山東 濟南 250013

鄒平市某鎮自來水廠設計日供水量5000m3/d，供應鎮上居民的生活用水。現有處理工藝較簡單，抗沖擊負荷能力較差。近半年出水品質不穩定，出廠水無法達到《城市供水水質標準》CJ/T206-2005中水質檢驗項目合格率要求，急需改善出水品質，提高用戶對飲水的滿意度。

圖1 水廠流程示意圖

依據《城市供水水質標準》CJ/T206-2005中水質檢驗項目合格率要求，水樣檢驗項目出廠水日檢9項指標合格率均應不小于95%。業主反映，目前水廠出水指標檢測合格率小于95%。因此成立了QC專題研究小組，結合現場實際情況。組織開展了本次活動，旨在解決水廠的出水水質問題。

1 現狀調查

1.1 主要方向調查

QC小組成員對近半年的出廠水日檢9項數據進行分類調查整理，按照《城市供水水質標準》CJ/T206-2005中水質檢驗項目合格率要求進行統計，發現COD檢測不合格占所有檢測不合格數量的比例高達86.36%。進一步計算得到出廠水的COD檢測合格率僅為71.5%。故“出廠水COD超標”為本次課題分析的主要方向。因此將“出廠水COD超標”這一質量問題進一步分析，以明確問題癥結所在。

1.2 問題癥結調查

QC小組對出廠水日檢COD數據繼續整理，并結合進水水質、操作使用記錄等資料進一步分析，得到工藝流程不完善、原水雜質含量超標、水溫過低、檢測儀器遭受污染、記錄數據有誤共五條原因，均會造成出廠水化學需氧量超標。具體統計數據見表1。可知“工藝流程不完善”這一項累計頻率達到78.95%，為關鍵少數項，是出廠水COD超標的癥結。

表1 COD檢測不合格問題頻數統計表

1.3 設定目標

目前水廠凈水處理技術較為發達，臭氧活性炭、超濾、納濾等工藝均能實現《生活飲用水衛生標準》GB5749中COD含量不大于3 mg/L這一目標，從而提高指標檢測合格率[1]。調查鄒平市和周邊縣市的水廠出水情況，得知同行業水廠出水COD檢測合格率可達到98%-100%。QC小組的水廠設備、環境、人員條件都沒有缺陷，也應達到這一水平。因此，設定目標為實現出廠水COD檢測合格率達到98%。

2 原因分析及要因確認

2.1 原因分析

為了準確找出問題所在，QC小組成員召開會議，運用頭腦風暴法對“工藝流程不完善”這一癥結展開分析討論，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、控制系統效果不好等10條末端因素。

2.2 要因確認

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

2.2.1 絮凝沉淀處理效果差

確認標準：絮凝沉淀池是否正常運行，去除COD效率是否達到行業水平。

確認過程：對絮凝沉淀池各組成部分和運行情況進行檢查驗證，確認絮凝沉淀池無功能性缺陷，可正常運行。進一步進行出水COD檢測，確認絮凝沉淀池的處理效率。

確認結果：水廠絮凝沉淀池無功能性缺陷，對COD的去除效率為23.78-38.45%，與行業內絮凝沉淀池COD去除效率（20-35%）基本相同[2]。可判斷絮凝沉淀處理效果差對問題癥結影響程度較小，該因素為非要因。

2.2.2 砂濾池效率低下

確認標準：砂濾池是否正常運行，去除COD效率是否達到行業水平。

確認過程：對砂濾池各組成部分和運行情況進行檢查驗證，確認砂濾池無功能性缺陷，可正常運行。進一步進行出水COD檢測，確認砂濾池的處理效率。

確認結果：水廠砂濾池無功能性缺陷，但對COD的去除效率為22.59-36.53%，低于行業內絮凝沉淀池COD去除效率（30-50%）[3]。可判斷砂濾池效率低下對問題癥結影響程度較大，該因素為要因。

2.2.3 控制系統效果不好

確認標準：是否能實現全面高效的自動化控制。

確認過程：QC小組對水廠的控制系統進行了調查。發現水廠缺乏先進的自動控制系統，原有初級自控系統部分控制器型號已屬于淘汰產品。現有的藥劑投加系統陳舊落后，絮凝劑和消毒劑需要人工調試操作，精度低，調節性、可控性較差。

確認結果：現有的初級自控系統運行狀態極不穩定。加藥系統基本依靠人工調試操作加藥，投加藥劑無法及時根據水質變化進行計量調節，對水處理效果的影響極大。因此可判斷控制系統效果不好對問題癥結影響程度較大。該因素為要因。

2.2.4 無定期養護措施

確認標準：是否有完整的定期養護措施。

確認過程：對水廠的日常保養維護情況進行調查，結果顯示水廠有完善的保養維護制度，周檢、月檢、季檢記錄齊全。設備廠家每年提供電話指導或上門維護服務。

確認結果：水廠保養維護制度完善，不存在缺少養護的現象，該因素為非要因。

2.2.5 操作方法有誤

確認標準：系統操作流程是否標準，工藝運行操作是否準確。

確認過程：對水廠的操作規程展開調查。結果顯示水廠系統操作使用手冊和操作規程說明書齊全。考察水廠操作人員對系統操作的熟悉程度，正確率均在90%以上。

確認結果：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

確認標準：絮凝沉淀池運行時取樣進行最佳加藥量實驗

確認過程：進行燒杯實驗確定最佳投藥量，結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，與試驗結果基本相同。

確認結果：燒杯實驗投加量和實際投加量數值接近，該因素為非要因。

2.2.7 藥品質量有問題

確認標準：藥品質量是否符合標準。

確認過程：對水廠現有混凝劑進行檢查，結果顯示生產廠家具備合格的藥品許可證。水廠購置藥品時，每一批藥都要進行入廠檢驗。

確認結果：混凝劑質量合格，該因素為非要因。

2.2.8 藥品不適合

確認標準：水廠選用的絮凝劑和消毒劑是否合理。

確認過程：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要求。

確認結果：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 工作人員技術不過關

確認標準：主要操作人員是否經驗豐富，具備職業技能鑒定證書。

確認過程：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驗，且取得相應的職業技能鑒定證書。

確認結果：水廠工作人員工作經驗豐富，該因素為非要因。

2.2.10 工作人員責任心不強

確認標準：各類巡檢、水質檢測記錄是否齊全。

確認過程：查看整理了近三年水廠的各類巡檢記錄、水質檢驗記錄等文件，發現各項記錄記錄詳細，數據準確。

確認結果：水廠工作人員工作責任心較強，巡檢記錄齊全，該因素為非要因。

3 制定對策

根據得到的主要原因，QC小組提出多個對策方案進行評價，并依此制定對策，如表2所示。并根據選定的對策制定相應的對策實施計劃，如表3所示。

表2 對策分析評價表

表3 對策表

4 對策實施

根據所制定的對策，嚴格按照計劃對兩條主要原因進行改進，落實到QC小組每個人。改進過程中嚴格控制進度節點，定期檢查實施效果。

4.1 要因一實施措施

針對“砂濾池效率低下”這一要因，提出三條對策實施措施。

措施一：制定最佳工藝方案。召開會議討論過濾單元增加活性炭裝置的最佳技術，確認選用新建活性炭吸附罐的技術方案。措施二：繪制施工圖。組織設計人員完成活性炭吸附罐施工圖設計，圖紙經校對審核無誤后提交業主，進行下一步的設備采購和安裝施工。罐體放置在新建的活性炭吸附罐廠房內。分兩組運行，每組2個吸附罐串聯運行。設計流量：Qmax=5000x1.10=5500m3/d=229.2m3/h（流量系數1.10）。措施三：建設安裝活性炭吸附罐。建設單位進行招標，購置活性炭吸附罐。水廠組織施工，廠家負責指導安裝。安裝完成后由廠家進行試水調試，培訓并指導水廠工作人員進行設備的操作和日常維護。QC小組成員參與項目的試水調試和培訓指導過程。

4.2 要因二實施措施

針對“控制系統效果不好”這一要因，提出三條對策實施措施。

措施一：制定最佳工藝方案。討論并確認采用基于可編程邏輯控制器（PLC）組成的計算機自動控制系統，借助上位機的編程來實現對水廠各單元的自動控制，對水廠水質實時性和精確性監控[6]。

措施二：繪制施工圖。組織設計人員，完成自控系統和加藥系統的設計，圖紙經校對審核無誤后提交業主，進行下一步的設備采購和安裝施工。

措施三：配置自控系統和加藥系統。建設單位進行招標，購置自控系統和加藥系統。

4.3 實施效果檢查

QC小組成員在試水調試期間對水廠出水COD濃度進行了監測，一天兩次，共7天。結果顯示，水廠出水COD均小于3mg/L，COD指標檢測合格率為100%，達到預期的效果。

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月內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、加藥系統后運行穩定，水廠出水COD均小于3mg/L，COD指標檢測合格率為100%，成功達成課題目標。

5.2 鞏固措施

為了鞏固本次活動效果。QC小組將活動成果整理歸檔，總結并編制《水廠砂濾池改造標準流程指導書》，在集團中推廣應用。同時小組決定繼續開展 QC 活動，并針對今后設計工作中可能出現的問題，決定下一個課題選擇“降低自來水廠混凝劑藥耗量”。

6 結語

QC小組按照PDCA循環，持續質量改進，有效的提高了出廠水化學需氧量合格率，同時也使得水廠各工藝單元得到了優化，效率得到了提高。本次課題保障了農村居民的飲水安全，對提高人民的衛生水平、提高居民的身體健康有著重要的意義。