九原

83

ITERPRETATIO解读

区域治理

包头市九原污水处理厂生产风险管理

韩兴国1，郝杰东1，肖明慧2，段春莹2

1.内蒙古科技大学经济与管理学院；2.包头市排水公司

包头市九原污水处理厂设计污

水处理规模5万吨/日，设计再生水

规模5万吨/日，处理工艺采用改

良A/O+MBR工艺，污水经粗格栅、

细格栅、曝气沉砂池、初沉池、膜格

栅的初步处理后，进入包括水解酸化

池、生物池在内的生物处理阶段，以

达到脱氮除磷的目的，为达到更高的

污水排放标准，在生物处理阶段后采

用深度处理与二级生化处理相结合的

MBR工艺，以膜技术的高效分离作

用大大提高了处理出水水质。

我厂设计出水水质可达到国家

一级A标准，可作为再生水对水资

源循环再利用，达到节约资本，保护

环境的目的。

根据九原污水厂的特点，对该

厂污水处理厂的工艺流程进行分解，

分为预处理单元（一级处理）、生物

处理单元和深度处理单元，并且依据

流程中涉及到的构筑物，根据现场设

备、仪表等方面，在影响PFMEA分

析过程中的严重度（S）、发生度(O)、

可探测度（D）进行计算，得出风险

【摘要】

本文通过对包头市九原污水处理厂的各工艺处理阶段、构筑物分别采用PFMEA技术方法进行分析，对该厂的生产管理

的现状、存在的问题进行分析。依据风险优先系数数值，对不同工艺段工况进行完善，完善改造后再次对其进行重新分析，确定改

进方法是否对该隐患起到良好的整改作用，采取合理的风险管理及规避措施，提升污水处理各项指标的合格率，为包头市碧水蓝天

工程做贡献。【关键词】

污水处理；生产环节完善；PFMEA模式分析；风险因子确认

【中图分类号】

[R123.3]

【文献标识码】

A

【文章编号】

2096-4595（2019）43-0083-0004

【作者简介】

韩兴国，生于1963年，硕士，教授，研究方向为质量管理和企业管理。

表1九原污水厂污水一级预处理的PFMEA分析表

工艺流程段可能出现的故障导致的后果故障产生的原因严重度频度

当前管理流程

探测度风险系数

预防措施探测方法

进水泵房段

粗格栅故障

格栅不工

作，大块杂

物无法去除

液压站故障44

经常保养维护，发现故

障及时对其进行维修

定期巡视、DCS的

趋势图

580

粑齿钢丝绳故障54

定期对粑齿钢丝绳进

行更换

停机手动开启检查5100

进水泵故障

进水泵堵塞

大块异物进入水

泵蜗壳

44

集水井投入前，捡除

建筑垃圾；定期检查

粗格栅运行状况

DCS显示的提升流

量和液位变化

580

进水泵变频

器故障

气体腐蚀；缺项

烧机

54

增加外部空气循环；

调整参数设定

在使用过程中对比

进水量

7140

自控系统

液位计出现

异常

液位计损坏54定时巡视仪表显示情况

DCS系统液位变化

情况

7140

细格栅故障

除银湖汽车站电话 渣效果差反洗水水压低46

维修加压泵保证水压

稳定

安装反洗泵后压力

传感器

496

反冲洗水压

力不足

加压泵损坏或水

窖缺水

45

按计划维修加压泵；

水窖补水

定期巡视5100

沉砂池段

行架车故障轨

行架车无法

行走

行走轮不同步54定期加油保养定期巡视7140

提砂泵故障无法提砂泵堵塞；失电44对重点部位进行排查定期巡视464

初沉池段排泥系统故障

污泥无法及

时排除

排泥泵故障；破

碎机损坏

43

定期更换定子或切割

刀片

DCS系统流量计

显示

336

84

ITERPRETATIO解读

区域治理

优先数（R），并对工艺流程中涉及

到构筑物中各项的问题严重程度进行

列表，对于不正常的风险系数体现出

的内容进行落实整改、补充完善，

补充完善后再计算出新的风险优先

系数。一、对九原污水厂现行工艺流

程段生产管理的PMEA分析

（一）污水一级预处理处理生产

管理的PFMEA分析

九原污水处理厂一级处理阶段，

以进水泵房为例分析造成发生潜在失

效模式的情况，主要表现在粗格栅限

位开关损坏，格栅无法正常运行，大

块杂物不能及时去除；提升泵堵塞或

控制变频器故障，无法对污水进行有

效提升；细格栅反冲洗水压低无法有

效冲洗和压榨机堵塞无法正常运行，

生产杭州长运网 停止。见表1。

（二）污水二级生物处理工艺生

产管理的PFMEA分析

九原污水处理厂二级污水生物

处理生产管理过程和步骤主要包括污

水经由初沉池出水流入水解酸化池，

再进入生物池厌氧段、缺氧段、好氧

段。见表2。

（三）污水深度处理工艺生产管

理的PMEA分析

九原污水处理厂深度污水处理

生产管理过程和步骤主要是指MBR

生产车间，其中包括真空抽射系统、

配电自控系统、膜池系统和化学清洗

系统四个方面。见表3。二、对九原污水处理厂各工艺

流程段生产管理的可补充完善的改

进技术措施及再评估

（一）对九原污水处理厂污水一

级预处理段生产管理的可补充完善的

改进技术措施及再评估

表2九原污水处理厂污水二级处理的PMEA分析表

工艺流程段

可能出现的故障导致的后果

故障产生的

原因

严重度频度

当前管理流程

探测度风险系数

预防措施探测方法

填料损坏73定期更换尼龙连接件现场检查5105

抖动鼓风机没有正

常开启

填料污堵停电44定期检查供电系统定期巡检580

出气阀打开异常无法供气

阀门限位失

真

53定时巡视阀门指示情况手动开关观察345

生物池段

工艺鼓风机故障

无法运行配电柜损坏64定期检查配电柜情况定期巡视6144

进口滤芯堵塞没有及时更换64按周期更换检查差压表372

搅拌器等设备故障

生化污泥无法

正常流动

控制单元损

坏或磨损

45

定期检测元器件；按周

期更换机封或叶轮

专业电工检测元件；

手动停机起吊检查；

DCS系统报警

360

过程仪表方面监测数据失真

传感器损坏

或需校准

43定期更换传感器或校准

DCS系统显示或化验

数据

336

表3九原污水处理厂污水深度处理的PFMEA分析表

工艺流程段

可能出现

的故障

导致的后果

故障产生

的原因

严重度频度

当前管理流程

探测度

风险

系数

预防措施探测方法

真空抽射系

统

空压机无

法提供有

效气源

真空系统无

法工作

空压机

故障

64

经常保养维护，发现故

障及时对其进行维修

定期巡视、DCS的运行趋

势图

5120

气管漏气46定期检查真空度可通过肥皂水发现496

真空抽射

器效率低

无法形成

真空北京loft

抽射器

损坏

64定期更换抽射器定期巡视496

膜池真空

阀门失灵

产水主管无

法形成真空

限位损坏55定期更换限位DCS系统全开全关情况375

配电自控系

统

配电故障车间停电元件损坏73按计划维修定期巡视5105

自控元件

损坏

无法生产

气体腐蚀；

电压不稳

84

定期更换板卡；保持良

好通风

DCS是否提示故障4128

膜丝堵塞产能下降

清洗

不及时

64定期清洗DCS显示跨膜压差情况372

产水泵不

工作

无法抽水

电机缺项或

叶轮气蚀

53

定期检查供电情况及时

更换叶轮

检查管线流量计情况460

化学清洗系

统

酸碱泵不

工作

无法投药

药泵隔膜

损坏或是

气源不足

53定期更换隔膜或备用气泵历史同时间液位下降杭州到上海动车 刻度345

出药管线

渗漏

投加药量

不足

管线腐蚀43管线做内防腐定期巡视448

85

ITERPRETATIO解读

区域治理

表4九原污水厂污水一级预处理的改进技术措施后的PFEMEA分析表

工艺流程段可能出现的故障导致的后果可补充完善的技改措施

实施技改措施后的再评估

严重度频度探测度风险系数

进水泵房段

粗格栅故障

格栅不工

作，大块杂

物无法去除

对液压站容易出故障的换向阀，液压泵,经常保养维护，更换可

靠的配件。

43560

可对限位开关灌注防腐胶，或改造光电开关防止故障发生34448

对螺旋输送机,定期加润滑油、由原来6MM尼龙底衬改造为8MM的44696

进水泵故障

进水泵堵塞

对池底建筑垃圾进行一次专项清理，同时在入口处增加人工格栅43448

暴雨时及时启动应急预案33545

进水泵变频

器故障

在弱电配电间加装隔离小屋，引入新鲜空气546120

自控系统

液位计出现

异常

启用双探头方案，让信号冗余传输53690

将1#PLC站改到弱电隔离小屋，降低故障率，636108

细格栅故障

除渣效果差

增加反洗水加压泵开启台数，管线安装泵后压力传感器，自动恒

压供水

45360

栅渣无法排除螺旋输送机改造为水冲输送33327

沉砂池段

行架车故障轨

行架车无法

行走

定期保养行走轮减速机和电机537105

提砂泵故障无法提砂采用无堵塞自切割泵43448

砂水分离器故障

细砂溢流回

提升泵房

螺旋底衬更换为8MM的，绞龙加厚钢板43336

初沉池段

排泥系统故障

污泥无法及

时排除

排泥泵前强化破碎机功能，破碎机刀头使用合金材料42324

表5九原污水厂污水二级生物处理段的改进技术措施后的PFEMEA分析表

工艺流程段

可能出现的

故障

导致的后果可补充完善的技改措施

实施技改措施后的再评估

严重度频度探测度风险系数

水解

酸化池段

填料无法正

常漂浮

生物水解功能

丧失

增加初沉池水利停留时间强化初沉池无机物的去除效果

54360

保证备用抖动风机处于良好状态64248

抖动鼓风机

没有正常

开启

填料污堵

定期检查供电系统或使用备用电源43560

增加水解酸化池投入池容，定期检测43448

生物池段

工艺鼓风机

故障

无法运行

配电柜损坏定期检查配电柜情况646144

进口滤芯堵塞安装差压变送器，及时观察堵塞情况54372

过程仪表

方面

监测数据失真严格按照仪表说明书定期更换传感器或校准传感器42324

传输数据失败相同仪表硬备用传输模块54240

表6九原污水厂污水深度处理段的改进技术措施后的PFEMEA分析表

工艺流程段可能出现的故障导致的后果可补充完善的技改措施

实施技改措施后的再评估

严重度频度探测度风险系数

真空抽射

系统

空压机无法提供

有效气源

真空系统无法工作

保证备用空压机处于完好待机状态

63590

气管安装真空度传感器陕西省西安市 并计入DCS系统，及时发现问题45360

真空抽射器效率低无法形成真空

除定期更换抽射器外，可以考虑使用文丘里器64496

膜池真空阀门

失灵

无法形成真空

定期更换进口限位开关或用胶密闭防腐54360

气缸漏气定期巡视637126

配电自控

系统

配电故障车间停电

按计划检修735105

自控元件损坏无法生产对PLC柜进行隔离，加入新风83496

膜池系统

产水管漏气无法真空抽水将更换的O行圈外侧涂抹防水胶63472

膜丝堵塞产能下降提高清洗频次，合理使用专用清洗液63354

产水泵不工作无法抽水叶轮涂刷防腐涂料53345

化学清洗

系统

酸碱泵不工作无法投药将药泵隔膜泵逐步更换为橡胶螺杆泵52330

86

ITERPRETATIO解读

区域治理

以一级处理进水泵房粗格栅为

例，造成发生潜在失效模式的情况主

要体现在格栅不工作，大块杂物无法

有效去除，威胁提升泵的稳定运行，

引起这一潜在失效模式的原因主要是

液压站故障、供电故障、扒渣机限位

开关故障、螺旋60大庆 输送机故障，钢丝绳

断裂。我们可以通过增设备用电源、

更换高质量的钢丝绳、限位开关改造

为光电开关等方式来降低RP值。

见表4。

（二）对九原污水处理厂污水二

级生物处理段生产管理的可补充完善

的改进技术措施及再评估。

九原污水处理厂二级污水处理

生产管理过程和步骤主要包括污水经

由初沉池出水流入水解酸化池，再进

入生物池厌氧段、缺氧段、好氧段。

例如在初沉池污水经水解池流

入生物池阶段，主要潜在失效模式体

现在水解池填料、工艺鼓风机故障、

生物池仪表方面以及水下搅拌器、推

进器、内回流泵故障。对于水解池填

料风险主要表现在填料污堵，无法

正常漂浮导致水解功能丧失。引起失

效的主要原因是前段初沉池无机颗粒

无法有效去除、水解池抖动风机没有

正常开启。我们可以通过增加初沉池

的水利停留时间，强化初沉池的无机

物的去除率、改进抖动鼓风机的运行

方式来减少鼓风机的故障率来降低

RP值。见表5。

（三）对九原污水处理厂污水深

度处理段生产管理的可补充完善的改

进技术措施及再评估

九原污水处理厂深度污水处理

生产管理过程和步骤主要是指MBR

生产车间，其中包括真空抽射系统、

配电自控系统、膜池系统和化学清洗

系统四个方面。以真空抽射系统为例，

其发生失效的情况主要体现在空压机

无法提供有效气源、真空抽射器损坏、

膜池真空开启阀门失灵三个方面。

以空压机无法提供有效气源为

例，导致的结果是真空系统无法安道尔是哪个国家 工作，

造成失效的原因主要是空压机损坏、

干燥机不工作，气管漏气。我们可以

通过增加备用机，输气管由不锈钢材

质改造为便于检修的PPR材质来降

低RP数。见表6。三、九原污水处理厂生产管理

风险改进对策的建议及结论

包头市九原污水处理厂生产风

险管理的最终目标是安全生产，各项

出水指标稳定达标，同时满足中水用

户的用水需求，为此建议以后可开展

如下工作：

（1）为保证PFMEA方法执行

到位，建议成立由运行、维修、化验、

电气等专业人员组成的PFMEA分析

专家组，定期对工艺流程进行分析；

（2）为保证各专业专家组分析

数据的准确性，建议对厂内中控信息

平台进行完善，包括原始数据的采集

和统计，增加部分设备（例如工艺鼓

风机单机出口压力）、仪表的传感器，

以及趋势记录周期；

（3）及时将PFMEA的分析结

果在全厂范围内进行宣贯，形成齐抓

共管的局面；

（4）加强污水处理过程中各专

业技术人才的培养工作，尽可能形成

人人懂、人人会、人人干的氛围；

本文通过PFMEA分析法分析目

前九原污水处理厂生产运行风险管

理面临的问题及提出的整改完善措

施，进一步提高了设备的完好率和使

用率，同时出水主要指标也比实施前

有了很大的改善。大大降低了该厂的

运营风险，降低了污水处理的成本，

提高了污水处理的效率与污水处理质

量，也为其他兄弟单位在生产运行风

险管理方面提供了参考范例。【参考文献】

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