降低废水处理系统的故障时间分析

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[摘要]通过QC小组活动，对造成废水处理系统故障时间较大的因素进行了分析，最终确定要因为石灰乳自动投加装置气动阀设计不合理、螺杆泵进料口堵塞不能及时发现，造成辅助设备故障时间较长，通过制定对策控制主要因素，可以将系统故障时间由原有62h/月降低至35h/月以下。提高了废水处理的效率，降低了环保风险，减轻了工人的劳动强度，兼顾取得了良好的经济和社会效益、环保效益。

[关键词]废水处理系统；故障时间；QCKeywords:wastewatertreatmentstation；faulttime；QC

在金属矿山采选过程中，会不可避免产生大量的采选矿废水，通常包括采矿废水、选矿废水，其水量受生产规模、地下水及降雨量影响。[1]采矿废水主要来源于矿坑、矿井，呈酸性，主要是由废弃的硫化矿石在一定条件下与周围环境通过一系列的化学反应及微生物催化作用下，使矿石中释放的硫氧化成酸而形成的[2]。选矿废水来源于选矿厂，通常呈碱性，含有COD、重金属等污染物，主要由于是在矿石浮选过程中，添加了各种有机、无机的选矿药剂，如，调整剂、捕收剂、起泡剂等。采选过程中产生的废水，需经过特定的工艺进行处理，将废水中的污染物降解至规定值以下，方可排放至自然水体。[3]工业水处理站是德兴铜矿的重要环保单位，承担着矿山采选矿废水处理并实现达标排放的重要任务。部分设施设备始建于20世纪80年代，处理工艺采用HDS(高浓度浆料处理)技术，为矿山达到国家环保要求发挥着重要作用。但是，由于部分设备老化，处理系统故障逐渐频发，正将影响工业废水处理系统正常运行。并且，生产规模在逐渐增加、环保政策将日益严格，急需通过降低处理系统的故障率，保证生产稳定，坚决不跨环保红线。[4]QC小组针对系统故障率高的情况，以降低环保风险、提高经济效益为出发点，用质量管理的方法，对废水处理过程进行检查、分析、控制与处置，以降低废水处理系统的故障时间。

1选择课题

QC小组成员对废水处理系统目前生产工艺流程进行现场调查，并绘制工艺流程图，如图1所示。QC小组调查2016~2018年的废水处理站生产记录本，统计近3年的系统故障时间，如图2所示。如图2所示，2016~2018年的平均故障时间分别为42.6h/月、50.2h/月、62.0h/月，呈逐年上涨趋势，明显高于QC小组调查的行业先进水平33.2h/月。其中，2016年3月、9月、10月故障时间分别为34.8h、33.4h、32.5h；2017年5月、9月故障时间分别为33.6h、34.2h；2018年9月故障时间为36.2h。与行业先进水平持平，因而，QC小组认为，通过一定的技术、管理措施，可以将废水处理系统的故障时间降低至较好水平。对2018年废水处理系统故障时间进行了详细的调查、分析，找到了四条影响因素，如表1所示。如表1所示，2018年故障时间影响因素分析中，辅助设备故障率达70%。在其他因素不波动的情况下，如果解决废水处理系统辅助设备故障问题的80%，则系统总故障时间可减少到：864.1-605×80%=380h，则月平均为31.7h/月。根据废水处理站的实际情况，充分考虑其他因素的波动，QC小组确定了目标值：将废水处理系统故障时间由原平均62h/月降低至35h/月。

2原因分析

QC小组针对现状调查中找到的主要问题-辅助设备故障，由人机料法环[5]五个方面入手，进行了原因分析，绘制树状图如图3所示。

3要因分析

对可能造成辅助设备故障的因素，小组成员通过考核、查阅资料、现场确认等方法，进行逐一排查、分析，以筛选出其中的主要因素。(1)操作人员操作技能低。对全部操作人员随机、多次进行岗位操作技能抽查，各工种实践得分均在95分以上，考核结果合格率100%。同时，查阅了各班组《组织绩效记录本》，统计了各工种操作人员因操作不当造成辅助设备故障的被考核情况，考核次数为0次，对辅助设备故障时间不造成影响。(2)石灰乳自动投加装置气动阀设计不合理。经现场调查，自动投加装置中，通过气动阀阀杆控制石灰乳的投加，如阀杆长时间闭合，将出现阀杆表面结钙、下料口堵塞现象，故障频繁，检修困难。查阅《交接班记录本》、《检修记录本》，统计2018年自动投加系统故障时间，平均为14.8h/月，远大于该装置的故障时间设定值8h/月。(3)螺杆泵进料口堵塞不能及时发现。絮凝剂溶液配制、投加为自动化操作，且该岗位为兼职岗位。絮凝剂粉末在配制过程中常出现结团现象，絮凝剂结团会堵塞螺杆泵进料口，通常不能及时发现，导致转子与定子干磨，造成螺杆泵损坏。查阅《交接班记录本》、《检修记录本》，2018年螺杆泵故障时间平均为11h/月，远大于故障时间设定值6h/月。(4)备品、备件质量不合格。小组成员对备品、备件仓库不同厂家或品牌的各备品、备件质量进行现场抽查检测，并根据《检修记录表》计算各备品备件的使用周期，发现各备品、备件质量合格率、使用周期符合要求。(5)设备维护保养方法不合理。统计辅助设备保养手册中各点检润滑标准，对比说明书维护保养要求，发现保养点的缺陷比例为0%。(6)露天设备运行环境差。小组成员查阅了露天和室内石灰乳搅拌机、输送泵《检修记录本》，分别统计了严寒和高温时，露天和室内辅助设备的故障时间，结果表明同种设备在露天环境与室内环境的故障时间差异性小。QC小组通过逐一的原因排查、分析，确定影响辅助设备故障的要因为：石灰乳自动投加装置气动阀设计不合理、螺杆泵进料口堵塞不能及时发现，其他为非要因。

4制定对策及实施

QC小组成员采用头脑风暴法，对影响辅助设备故障的要因进行对策制定，并进行对策评价，综合考虑各对策的有效性、可实施性、经济性、可靠性、时间性，选取综合评价指标最优的对策，并制定实际的实施方案。最优对策及其实施措施如表2所示。

5效果检查

针对石灰乳自动投加装置气动阀设计不合理的要因，采用变频控制后，石灰投加顺畅，有效地减少了其故障时间，从2018年的月平均故障时间14.8h/月降低至2.8h/月。针对螺杆泵进料口堵塞不能及时发现的要因，采用流量传感器监测流量并反馈控制螺杆泵开停的方法后，絮凝剂螺杆泵未出现干磨现象，月平均故障时间有11h/月降低至1.7h/月。均完成了对策目标。小组成员将2019年月系统平均故障时间与2018年进行对比，如图4所示。措施实施后的2019年3~12月期间，废水处理系统故障时间得到了明显改善，平均值为28.7h/月，达到了目标要求。且石灰乳自动投加装置气动阀设计不合理、螺杆泵进料口堵塞不能及时发现的故障时间分别占系统故障时间的9.8%、5.9%，已不再是系统故障时间的的主要症结。

6总结

通过QC活动，有效解决了废水处理系统故障时间较长的问题，提高了废水处理的效率，降低了环保风险，减轻了工人的劳动强度，兼顾取得了良好的经济和社会效益、环保效益。同时增强了小组成员及相关管理人员的质量意识，提高了大家解决实际质量问题的能力，而且锻炼了队伍[6]，为企业今后在解决类似问题和开展QC活动打下良好的基础。

参考文献

[1]李天国，徐晓军，聂蕊，等．有色金属采选废水的来源、特征、危害及净化技术研究进展[J]．化工进展，2015，34(10)：3769-3778．

[2]白润才，李彬，李三川，等．矿山酸性废水处理技术现状及进展[J]．长江科学院院报，2015，32(2)：14-19．

[3]闫虎祥，周杰，高宝钗．生物制剂深度处理技术在选矿废水改造工程中的应用[J]．广东化工，2019，46(14)：147-148．

[4]史丕功．环境法保护视角下企业废水排放的环境责任研究[J]．环境科学与管理，2019，44(9)：46-49．

[5]王起．企业管理中的人、机、料、法、环[J]．企业技术开发，2015，34(4)：80-81，96．

[6]罗宇伟．应用QC小组降低混凝土色差[J]．山西建筑，2015，41(23)：252-253．

作者:黄海 周杰 郑婷 单位:1.江西铜业股份有限公司 2.赛恩斯环保股份有限公司