孙红艳
摘 要：文章介绍了本钢北营焦化厂首次将六西格玛管理方法应用于环保，提高了处理后废水合格率，创造了可观的经济效益和社会效益。该项目在应用六西格玛管理方法的过程中，不拘泥于既定的步骤和方法，而是根据需要选择合适的方法，在整个实施过程中多次运用实验方法结合六西格玛分析工具，最终优化了加药方案，提高了深度处理后废水合格率。
关键词：六西格玛；管理；处理后废水
2013年国家要求钢铁企业大力发展循环经济、节能减排，本钢北营焦化厂处理后废水合格率为零（即COD、氨氮、酚、氰、悬浮物等5项指标同时满足回用标准的次数为零），需送往动力厂处理后再回用。为了使处理后废水指标能够达到回用标准，本钢北营焦化厂决定将六西格玛管理方法用于提高环保技术。处理后废水检测5项指标，它们是COD浓度、氨氮浓度、酚浓度、氰浓度和悬浮物浓度，每检测1个废水样本，如果这5项指标同时合格，则为1个合格样本。处理后废水合格率的定义见式（1）。
处理后废水合格率=×100% （1）
1 六西格玛管理方法应用过程
1.1 界定阶段
界定阶段统计了2013年3～4月处理后废水5项指标及各项指标不合格次数，得出COD浓度、氰浓度和悬浮物浓度的不合格次数最多，占到了不合格指标总次数的91.8%，是导致处理后废水合格率低的关键；确定了项目的总目标（处理后废水合格率达到80%）和分目标（处理后COD浓度≤100mg/l，处理后氰浓度≤0.5mg/l，处理后悬浮物浓度≤70mg/l）。
1.2 测量阶段
（1）测量系统分析。对处理后COD浓度、氨氮浓度、酚浓度、氰浓度和悬浮物浓度分别进行了重复性和再现性分析。分析结果表明测量系统稳定可靠。（2）过程能力分析。收集2013年3～4月处理后COD浓度、氰浓度和悬浮物浓度，对它们进行过程能力分析，西格玛水平均为负值，过程能力不足。（3）FMEA分析。依次从备煤、炼焦、蒸氨、预处理、生化处理、深度处理和混凝沉淀处理分析对处理后COD浓度、氰浓度和悬浮物浓度的影响，对影响程度大的因子进行FMEA分析。FMEA分析中RPN≥175的18个因子占到了总分数的74%，为重要影响因子。将重要影响因子中的蒸汽压力、剩余氨水焦油含量、混凝沉淀池沉淀时间、刮泥机运行时间、混凝沉淀池污泥、混凝沉淀池排泥频率和深度处理药品投加方案等7项影响因子纳入快速改善。（4）快速改善。a.将低压蒸汽蒸氨改为中压蒸汽蒸氨，蒸汽压力由0.03MPa提高到0.2MPa以上。b.安装陶瓷膜过滤器过滤剩余氨水中的焦油，每周反冲洗1次，剩余氨水中焦油含量从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，混凝沉淀池沉淀时间从2.9h延长到3.2h。d.混凝沉淀池刮泥机从每天24h运行改为排泥时运行6h，混凝沉淀池中的废水更加清澈，悬浮物浓度从82mg/l降低到80mg/l。e.在混凝沉淀池刮泥机刮不到的部位上方安装挡板防止污泥上浮，使污泥沉淀后排至污泥压滤机，混凝沉淀池中的废水更加清澈，悬浮物浓度从80mg/l降低到78mg/l。f.混凝沉淀池排泥频率从2～3天排泥1次改为每天排泥6h。g.针对原深度处理药品投加方案存在的问题，将原药品中的聚合硫酸铁改为硫酸亚铁和浓硫酸，小实验确定新药品投加方案后进行工业试验。新投加方案在1#系统中运行，2#系统按原投加方案运行，对两个系统进行配对T检验，新药品投加方案COD去除率>原药品投加方案COD去除率，新药品投加方案效果显着。（5）二次FMEA分析。对7项影响因子快速改善后进行二次FMEA分析，RPN值均低于175。（6）测量阶段结论。将其余RPN>175的12个重要影响因子在分析阶段进行分析。
1.3 分析阶段
（1）对处理后COD浓度的分析。a.处理后COD浓度与深度处理出水PH值和厌氧池后COD浓度的分析。处理后COD浓度与深度处理出水PH值和厌氧池后COD浓度的相关性分析，不相关。b.处理后COD浓度与入除油池COD浓度、缺氧池PH值、好氧池后COD浓度、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、处理后悬浮物浓度的分析。
相关性分析：处理后COD浓度与入除油池COD浓度、缺氧池PH值、好氧池后COD浓度、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、处理后悬浮物浓度进行相关性分析，处理后COD浓度与入除油池COD浓度、回流污水沉降比、好氧池后COD浓度和处理后悬浮物浓度相关。
逐步回归分析：为了不错误地删除因子，处理后COD浓度与各因子进行逐步回归分析，处理后COD浓度与回流污水沉降比、处理后悬浮物、入除油池COD浓度、缺氧池PH值和回流污泥沉降比相关。
回归分析：回归分析得出回归方程见式（2）。
处理后COD浓度=-499+0.0583入除油池COD浓度+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处理后悬浮物浓度 （2）
残差分析：残差分析正常。
拟合预测：根据式（2），选择在预测区间COD浓度能够达到100mg/l的设置进行试验，处理后COD浓度均落入了95%置信区间，且均小于100mg/l，处理后COD浓度回归方程显着。
（2）对处理后氰浓度的分析。a.处理后氰浓度与入除油池氰浓度的分析。处理后氰浓度与入除油池氰浓度进行相关性分析，不相关。b.处理后氰浓度与缺氧池PH值、回流污水沉降比、回流污泥沉降比、好氧池PH值的分析。与1.3中（1）b.分析步骤相同，得出处理后氰浓度与好氧池后氰浓度、回流污泥沉降比的回归方程见式（3）。
处理后氰浓度=-4.93+0.163好氧池后氰浓度+6.08回流污泥沉降比 （3）
根据式3，按照拟合值氰浓度能够达到0.5mg/l的设置（好氧池后氰浓度低于2mg/l、回流污泥沉降比低于0.83）进行试验，处理后氰浓度均落入了95%预测区间，处理后氰浓度回归方程显着。
（3）分析结论。影响处理后废水合格率的关键影响因子是入除油池COD浓度、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浓度。
1.4 改进阶段
（1）提出改进方案。分析阶段已经对入除油池COD浓度和缺氧池PH值进行了改进，因此，改进阶段仅需对好氧池回流污水沉降比、好氧池回流污泥沉降比进行分析和改进。针对好氧池回流污水沉降比和回流污泥沉降比，采取的措施是将除油池水引入事故调节池、将风量显示值接入自动控制系统、好氧池每周排泥2次。
（2）实施并验证效果。改进方案实施后，回流污水沉降比能够控制在0.17～0.22，回流污泥沉降比能够控制在0.87～0.95，处理后氰浓度能够低于0.5mg/l。
1.5 控制阶段
（1）关键控制点及控制计划。提高废水处理后合格率的关键控制点是蒸氨、预处理、生化处理、深度处理、混凝沉淀处理，对关键控制点制定了控制计划和标准化文件。（2）效果对比。控制阶段处理后废水合格率达到了85.71%。（3）过程能力对比。对处理后COD浓度、处理后氰浓度和处理后悬浮物浓度进行过程能力对比，过程能力充足。（4）效益。2013年5月～2014年2月项目共创造效益211.5万元，且提高了企业的技术水平和管理水平。
2 结束语
（1）六西格玛管理方法严谨，适用于测量系统良好的环保工艺。（2）在应用六西格玛管理方法的过程中，不需要拘泥于既定的步骤和方法，应根据需要选择合适的方法。
参考文献
[1]马林，何桢.六西格玛管理[M].北京：中国人民大学出版社，2007.
