喻珊，李晓馨，詹徐山，陈友根

(新余新钢集团有限公司，江西新余338000)

摘 要  新钢烧结湿法脱硫废水处理一直是难题，为了缓解新钢烧结脱硫废水的现状，新钢采取提高石膏品质、降低废水有害成分、改进废水管道、优化操作等有效措施，提高了脱硫运行效果，同时达到降本增效的目的.

关键词  湿法脱硫；脱硫废水；石膏

石灰石（石灰）一湿法烟气脱硫因处理烟气量大、脱硫剂成本低廉、脱硫效率高，以及副产物（石膏）可回收利用等优点被全世界所推广，但也存在投资大、设备腐蚀、管道堵塞、运行不稳定、容易受入口烟气量波动和脱硫废水难处理等问题以烧结脱硫废水成分复杂，且为弱酸性（pH5.0~7.0),主要有重金属、悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐、氨氮、油分以及C1-21.悬浮物主要是来自浆液中的硫酸钙、亚硫酸盐以及微细粉尘；NH4+来源于脱硫系统的工艺水和烧结煤中有机组分[3];Ca2+和Mg2+主要来源于脱硫剂；CI主要来源于煤、脱硫剂和工艺水；F-主要来源于煤；重金属主要来源于煤；COD主要由亚硫酸盐组成，来自脱硫系统反应的中间产物[4]文中结合现场以及遇到的问题对烧结脱硫废水系统进行优化，以缓解废水系统存在的问题.

1  新钢烧结脱硫废水来源

烧结机将混合后的原料进行烧结，产生大量的烟气，烟气含有大量的SO2、NOx、粉尘、二噁英、重金属等成分[5],烧结烟气在电除尘作用下去除粉尘及少量重金属，经过主抽风机抽气后，在增压风机的作用下进入脱硫系统，去除烟气中SO2.湿法脱石硫系统采用石灰石或生石灰加水制成一定浓度的态脱硫剂，经供浆泵进入脱硫塔浆液区，循环泵连续不断的将浆液输入喷淋区，与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙（CaSO3),亚硫酸钙在氧化风机的作用下氧化成硫酸钙（CaSO4),硫酸钙饱和后结晶析出成为石膏（CaSO4·2H2O).达到一定浓度的石膏浆液在石膏旋流器分离后，石膏旋流器的底流进入真空皮带机下脱干后形成副产物石膏，上溢流则进入废水旋流器进行离心分离，废水旋流器的上溢流即为脱硫废水.脱硫废水进入废水处理系统后回用到烧结机，用于烧结机配料用水，如图1所示.达到一定饱和的石膏浆液如不及时排出吸收塔将会影响脱硫效率，同时烟气中携带的有害成分也会对整个脱硫系统造成负面影响，因此，为了防止系统内的有害成分（氯离子、粉尘等）对脱硫系统造成影响，必须对其进行脱膏和排放废水，使其进行置换.

2  新钢烧结脱硫废水的现状及处理

2.1  新钢烧结烟气脱硫体系运行现状

新钢烧结厂共有5台烧结机，均配有独立的脱硫系统.4#、5#、6#、8#烧结烟气匹配的脱硫系统采用石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫法，其中4#、5#、6#脱硫系统采用生石灰作为脱硫剂，8#脱硫系统采用石灰石作脱硫剂.7#烧结烟气采用半干法循环流化床法.为防止烧结机因脱硫系统进行大修或者改造时停产，建立一套石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫系统作为5#、6#、7#脱硫系统的备用系统，采用石灰石作为脱硫剂，目前，7#脱硫系统正处于大修状态，7#烧结烟气采用备用湿法脱硫系统.

新钢烧结厂共有3套脱硫废水处理系统，共产废水量534t/d.其中4#、8#脱硫共用一套废水系统，共产废水240t/d,废水存储箱1#废水池，供给8#烧结机配料使用：5#6#脱硫共用一套废水系统，共产废水168t/d,废水存储箱150m3废水池，供给6#、7#烧结机配料使用；7#脱硫一套废水系统，共产废水126t/d,废水存储箱2#废水池，供给4#、5#烧结机配料使用.为缓解烧结机配料用水的压力，3个废水储存箱之间互通，保证脱硫系统正常运行.

2.2  新钢烧结脱硫废水处理

废水中COD、氨氮以及CI浓度波动范围如表1所示.脱硫废水经废水旋流器顶部进入废水三联箱，即在中和箱中加碱（石灰乳）,调整废水pH值在9左右，使水中的重金属形成氢氧化物沉淀，F与Ca2#反应生成CaF2沉淀（6);在絮凝箱中加絮凝剂(PAC聚合氯化铝）,使水中大部分悬浮物沉淀；在沉淀箱中加助凝剂（PAM聚丙烯酰胺）,增大絮凝体的体积，增加沉淀速度，降低细小絮体的残留.经三联箱处理后进入澄清池，进行泥水分离，底部污泥由提升泵到达板框压滤机压泥后运走，上清液则进入废水储存箱，供烧结机配料使用，如图2所示.

3  新钢烧结脱硫废水系统存在的问题

3.1 废水成分含量富集

因废水采用回用的方式，废水中COD、氨氮以及氯离子浓度不断富集，包裹在脱硫剂表面，导致浆液中毒，抑制脱硫剂与SO2反应，致使脱硫效果变差.氯离子和氨氮对设备腐蚀较大，设备检修频繁，影响设备运行经济性和缩短使用寿命.氯离子含量增多，Ca2+易与CI结合，包裹在浆液表面，影响脱硫剂的利用率，增大脱硫剂的使用；浆液中氯离子含量增多影响石膏结晶，致使石膏脱水困难，影响石膏质量.

3.2  脱硫剂不合格

脱硫剂杂质较多，且颗粒较大，包裹在脱硫剂表面，影响脱硫剂与SO2反应效果，降低了脱硫剂的利用率，且会影响石膏品质；镁含量较多，容易产生泡沫，造成虚假液位门，影响判断，且溢流液容易进入吸收塔入口烟道，影响增压风机运行和腐蚀烟道.

3.3  石膏结晶效果差

石膏晶体很小，导致脱水时有部分石膏进入废水系统，致使废水悬浮物增加，导致结垢，容易堵塞废水管道，造成烧结机配料用量减少，增加脱水负担.

3.4  废水存储空间不足

目前，入口硫含量较高，为控制出口硫指标，供浆量大，脱水频繁，脱硫废水增大，已超出烧结机配料使用量和废水储存箱容量，影响脱水，从而影响正常生产.

4  新钢烧结脱硫废水系统的优化

4.1  降低废水成分含量

提高烧结机机头除尘效率，确保除尘柜一次、二次电流和电压正常，导通率高，降低粉尘和煤中的有机组分进入脱硫系统的含量，减少废水悬浮物以及氨氮浓度；增大氧化效果，尽可能的将亚硫酸盐氧化成硫酸盐，降低废水中的COD;控制工艺水的品质，尽可能保证工艺水中氨氮、COD和悬浮物等成分合格.针对废水中存在泡沫问题，可适当投加除泡剂，控制脱硫剂品质；改造烧结机燃烧系统，减少点火用油，提高燃烧效率（8)合理控制氧化风量，避免多余的空气以气泡的形式溢至浆液表面（9);适当控制循环泵台数，减弱扰动带来的浆液起泡在保证石膏质量的前提下，通过调节石膏旋流器的压力，保证浆液中的泡沫、粉尘、重金属以及氯离子跟随石膏脱走，且滤饼不冲洗，降低废水中氯离子、粉尘和重金属含量，提高浆液品质[10].调节石膏旋流器压力：增加旋流子；石膏旋流器返回阀关小；增大沉沙嘴孔径.

4.2  提高脱硫剂利用率

选进合格优质的脱硫剂，提高浆液品质，促进脱硫剂利用率和获得优质石膏.脱硫剂成分指标：CaCO3≥90%,MgCO3≤5%,粒度：90%以上通过250目（0.065mm)筛分叫。脱硫剂粒径越细，越有利于溶解，越容易提高吸收效率，提高浆液过饱和度.适当增加增效剂的使用，减少供浆量，促进石膏的生成，缓解浆液pH的波动，减少脱硫塔内结垢现象.循环泵运行台数少，减少脱硫剂与SO2接触面积，降低浆液和石膏品质；循环泵台数多，打碎石膏晶体，使石膏晶体变小，因此，要适当增加循环泵，减少供浆量，同时促进石膏晶体长大.在出口硫可操控范围内，降低浆液pH值，促进脱硫剂溶解，并于SO2反应充分，生成亚硫酸钙，同时可促进石膏粒径变大，增大石膏晶体.

4.3  增大石膏晶体

适当增开氧化风机，加快亚硫酸钙氧化成硫酸钙，促进石膏结晶并变大，也可在氧化风机上接压缩空气，增大氧化能力[12].控制吸收塔浆液温度在45~55℃，促进石膏晶体生成.适当提高吸收塔液位，提高氧化反应空间，增强石膏品质.脱硫投运前，可适当添加石膏晶种，以保持石膏在低过饱和度的环境下结晶变大.pH越低，石膏生成的颗粒越大，但过低的pH不利于SO2吸收，且易腐蚀脱硫塔，因此，结合脱硫剂、SO₂及石膏晶体等3个因素，适当控制吸收塔pH,使浆液pH保持在4.8~5.5(石粉做脱硫剂）,5.0~6.0(生石灰做脱硫剂）;适当提高浆液密度，增加结晶表面，促进石膏晶体长大.

4.4  减少废水量

废水主要来源于石膏脱水和冲洗水，为缓解烧结机配料使用废水和废水存储压力，减少不必要的废水量，如冲洗地面水，雨水等，对现场废水走向进行改造，将澄清池2#的上清液流向广场地坑，再流向废水存储箱管道改为澄清池2#的上清液直接流向废水存储箱，使废水存储箱只存储石膏脱水，如图3所示.

4.5  优化操作

通过培训学习，提高员工的操作水平；废水加药量根据废水情况合理投加，保证废水絮凝和助凝效果良好，确保出水水质.加强设备管理，检查氧化风机出口母管压力及电流、循环泵电流和出口压力等，定期清理氧化风机风罩，提高氧化风机风量定期对澄清池和废水储存箱进行清理，每日对废水管道进行冲洗，以防堵塞管道.

4.6  改进后的效果

新钢烧结脱硫废水经过上述改进后有着明显的效果，最为直接的效果就是废水管路堵塞情况明显降低，以往7~10天需要清理一次废水管道，现改进4个月有余，还未发现废水管道堵塞问题.石膏品质明显有所上升，石膏含量增加，石膏含水率下降，石膏品质均达标；废水成分有所下降，氨氮和氯离子成分相对减少，如表2和表3所示.

5  结论

通过对烧结脱硫废水问题进行分析，在现有的基础上采取了优化系统操作、改造废水管道、提高石膏质量等措施，缓解了废水存储空间不足和废水水质等问题，优化了脱硫废水系统运行，达到降本增效等效果.

6  参考文献

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