六西格瑪管理方法在提高處理后廢水合格率方面的應(yīng)用

孫紅艷

摘 要：文章介紹了本鋼北營(yíng)焦化廠首次將六西格瑪管理方法應(yīng)用于環(huán)保，提高了處理后廢水合格率，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該項(xiàng)目在應(yīng)用六西格瑪管理方法的過(guò)程中，不拘泥于既定的步驟和方法，而是根據(jù)需要選擇合適的方法，在整個(gè)實(shí)施過(guò)程中多次運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法結(jié)合六西格瑪分析工具，最終優(yōu)化了加藥方案，提高了深度處理后廢水合格率。

關(guān)鍵詞：六西格瑪；管理；處理后廢水

2013年國(guó)家要求鋼鐵企業(yè)大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排，本鋼北營(yíng)焦化廠處理后廢水合格率為零（即COD、氨氮、酚、氰、懸浮物等5項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)滿足回用標(biāo)準(zhǔn)的次數(shù)為零），需送往動(dòng)力廠處理后再回用。為了使處理后廢水指標(biāo)能夠達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，本鋼北營(yíng)焦化廠決定將六西格瑪管理方法用于提高環(huán)保技術(shù)。處理后廢水檢測(cè)5項(xiàng)指標(biāo)，它們是COD濃度、氨氮濃度、酚濃度、氰濃度和懸浮物濃度，每檢測(cè)1個(gè)廢水樣本，如果這5項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)合格，則為1個(gè)合格樣本。處理后廢水合格率的定義見(jiàn)式（1）。

處理后廢水合格率=×100% （1）

1 六西格瑪管理方法應(yīng)用過(guò)程

1.1 界定階段

界定階段統(tǒng)計(jì)了2013年3～4月處理后廢水5項(xiàng)指標(biāo)及各項(xiàng)指標(biāo)不合格次數(shù)，得出COD濃度、氰濃度和懸浮物濃度的不合格次數(shù)最多，占到了不合格指標(biāo)總次數(shù)的91.8%，是導(dǎo)致處理后廢水合格率低的關(guān)鍵；確定了項(xiàng)目的總目標(biāo)（處理后廢水合格率達(dá)到80%）和分目標(biāo)（處理后COD濃度≤100mg/l，處理后氰濃度≤0.5mg/l，處理后懸浮物濃度≤70mg/l）。

1.2 測(cè)量階段

（1）測(cè)量系統(tǒng)分析。對(duì)處理后COD濃度、氨氮濃度、酚濃度、氰濃度和懸浮物濃度分別進(jìn)行了重復(fù)性和再現(xiàn)性分析。分析結(jié)果表明測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。（2）過(guò)程能力分析。收集2013年3～4月處理后COD濃度、氰濃度和懸浮物濃度，對(duì)它們進(jìn)行過(guò)程能力分析，西格瑪水平均為負(fù)值，過(guò)程能力不足。（3）FMEA分析。依次從備煤、煉焦、蒸氨、預(yù)處理、生化處理、深度處理和混凝沉淀處理分析對(duì)處理后COD濃度、氰濃度和懸浮物濃度的影響，對(duì)影響程度大的因子進(jìn)行FMEA分析。FMEA分析中RPN≥175的18個(gè)因子占到了總分?jǐn)?shù)的74%，為重要影響因子。將重要影響因子中的蒸汽壓力、剩余氨水焦油含量、混凝沉淀池沉淀時(shí)間、刮泥機(jī)運(yùn)行時(shí)間、混凝沉淀池污泥、混凝沉淀池排泥頻率和深度處理藥品投加方案等7項(xiàng)影響因子納入快速改善。（4）快速改善。a.將低壓蒸汽蒸氨改為中壓蒸汽蒸氨，蒸汽壓力由0.03MPa提高到0.2MPa以上。b.安裝陶瓷膜過(guò)濾器過(guò)濾剩余氨水中的焦油，每周反沖洗1次，剩余氨水中焦油含量從200mg/l以上降到了100mg/l以下。c.在混凝沉淀池出水端加高0.2m，混凝沉淀池沉淀時(shí)間從2.9h延長(zhǎng)到3.2h。d.混凝沉淀池刮泥機(jī)從每天24h運(yùn)行改為排泥時(shí)運(yùn)行6h，混凝沉淀池中的廢水更加清澈，懸浮物濃度從82mg/l降低到80mg/l。e.在混凝沉淀池刮泥機(jī)刮不到的部位上方安裝擋板防止污泥上浮，使污泥沉淀后排至污泥壓濾機(jī)，混凝沉淀池中的廢水更加清澈，懸浮物濃度從80mg/l降低到78mg/l。f.混凝沉淀池排泥頻率從2～3天排泥1次改為每天排泥6h。g.針對(duì)原深度處理藥品投加方案存在的問(wèn)題，將原藥品中的聚合硫酸鐵改為硫酸亞鐵和濃硫酸，小實(shí)驗(yàn)確定新藥品投加方案后進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。新投加方案在1#系統(tǒng)中運(yùn)行，2#系統(tǒng)按原投加方案運(yùn)行，對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行配對(duì)T檢驗(yàn)，新藥品投加方案COD去除率>原藥品投加方案COD去除率，新藥品投加方案效果顯著。（5）二次FMEA分析。對(duì)7項(xiàng)影響因子快速改善后進(jìn)行二次FMEA分析，RPN值均低于175。（6）測(cè)量階段結(jié)論。將其余RPN>175的12個(gè)重要影響因子在分析階段進(jìn)行分析。

1.3 分析階段

（1）對(duì)處理后COD濃度的分析。a.處理后COD濃度與深度處理出水PH值和厭氧池后COD濃度的分析。處理后COD濃度與深度處理出水PH值和厭氧池后COD濃度的相關(guān)性分析，不相關(guān)。b.處理后COD濃度與入除油池COD濃度、缺氧池PH值、好氧池后COD濃度、好氧池回流污水沉降比、好氧池回流污泥沉降比、好氧池PH值、處理后懸浮物濃度的分析。

相關(guān)性分析：處理后COD濃度與入除油池COD濃度、缺氧池PH值、好氧池后COD濃度、好氧池回流污水沉降比、好氧池回流污泥沉降比、好氧池PH值、處理后懸浮物濃度進(jìn)行相關(guān)性分析，處理后COD濃度與入除油池COD濃度、回流污水沉降比、好氧池后COD濃度和處理后懸浮物濃度相關(guān)。

逐步回歸分析：為了不錯(cuò)誤地刪除因子，處理后COD濃度與各因子進(jìn)行逐步回歸分析，處理后COD濃度與回流污水沉降比、處理后懸浮物、入除油池COD濃度、缺氧池PH值和回流污泥沉降比相關(guān)。

回歸分析：回歸分析得出回歸方程見(jiàn)式（2）。

處理后COD濃度=-499+0.0583入除油池COD濃度+57.2缺氧池PH值+898好氧池回流污水沉降比-259好氧池回流污泥沉降比+0.843處理后懸浮物濃度 （2）

殘差分析：殘差分析正常。

擬合預(yù)測(cè)：根據(jù)式（2），選擇在預(yù)測(cè)區(qū)間COD濃度能夠達(dá)到100mg/l的設(shè)置進(jìn)行試驗(yàn)，處理后COD濃度均落入了95%置信區(qū)間，且均小于100mg/l，處理后COD濃度回歸方程顯著。

（2）對(duì)處理后氰濃度的分析。a.處理后氰濃度與入除油池氰濃度的分析。處理后氰濃度與入除油池氰濃度進(jìn)行相關(guān)性分析，不相關(guān)。b.處理后氰濃度與缺氧池PH值、回流污水沉降比、回流污泥沉降比、好氧池PH值的分析。與1.3中（1）b.分析步驟相同，得出處理后氰濃度與好氧池后氰濃度、回流污泥沉降比的回歸方程見(jiàn)式（3）。

處理后氰濃度=-4.93+0.163好氧池后氰濃度+6.08回流污泥沉降比 （3）

根據(jù)式3，按照擬合值氰濃度能夠達(dá)到0.5mg/l的設(shè)置（好氧池后氰濃度低于2mg/l、回流污泥沉降比低于0.83）進(jìn)行試驗(yàn)，處理后氰濃度均落入了95%預(yù)測(cè)區(qū)間，處理后氰濃度回歸方程顯著。

（3）分析結(jié)論。影響處理后廢水合格率的關(guān)鍵影響因子是入除油池COD濃度、缺氧池PH值、好氧池回流污水沉降比、好氧池回流污泥沉降比和好氧池后氰濃度。

1.4 改進(jìn)階段

（1）提出改進(jìn)方案。分析階段已經(jīng)對(duì)入除油池COD濃度和缺氧池PH值進(jìn)行了改進(jìn)，因此，改進(jìn)階段僅需對(duì)好氧池回流污水沉降比、好氧池回流污泥沉降比進(jìn)行分析和改進(jìn)。針對(duì)好氧池回流污水沉降比和回流污泥沉降比，采取的措施是將除油池水引入事故調(diào)節(jié)池、將風(fēng)量顯示值接入自動(dòng)控制系統(tǒng)、好氧池每周排泥2次。

（2）實(shí)施并驗(yàn)證效果。改進(jìn)方案實(shí)施后，回流污水沉降比能夠控制在0.17～0.22，回流污泥沉降比能夠控制在0.87～0.95，處理后氰濃度能夠低于0.5mg/l。

1.5 控制階段

（1）關(guān)鍵控制點(diǎn)及控制計(jì)劃。提高廢水處理后合格率的關(guān)鍵控制點(diǎn)是蒸氨、預(yù)處理、生化處理、深度處理、混凝沉淀處理，對(duì)關(guān)鍵控制點(diǎn)制定了控制計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)化文件。（2）效果對(duì)比。控制階段處理后廢水合格率達(dá)到了85.71%。（3）過(guò)程能力對(duì)比。對(duì)處理后COD濃度、處理后氰濃度和處理后懸浮物濃度進(jìn)行過(guò)程能力對(duì)比，過(guò)程能力充足。（4）效益。2013年5月～2014年2月項(xiàng)目共創(chuàng)造效益211.5萬(wàn)元，且提高了企業(yè)的技術(shù)水平和管理水平。

2 結(jié)束語(yǔ)

（1）六西格瑪管理方法嚴(yán)謹(jǐn)，適用于測(cè)量系統(tǒng)良好的環(huán)保工藝。（2）在應(yīng)用六西格瑪管理方法的過(guò)程中，不需要拘泥于既定的步驟和方法，應(yīng)根據(jù)需要選擇合適的方法。

參考文獻(xiàn)

[1]馬林，何楨.六西格瑪管理[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2007.