石灰石(石灰)-濕法煙氣脫硫因處理煙氣量大、脫硫劑成本低廉、脫硫效率高，以及副產物(石膏)可回收利用等優(yōu)點被全世界所推廣，但也存在投資大、設備腐蝕、管道堵塞、運行不穩(wěn)定、容易受入口煙氣量波動和脫硫廢水難處理等問題。燒結脫硫廢水成分復雜，且為弱酸性(pH5.0~7.0)，主要有重金屬、懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽、氨氮、油分以及Cl-。懸浮物主要是來自漿液中的硫酸鈣、亞硫酸鹽以及微細粉塵，NH4+來源于脫硫系統(tǒng)的工藝水和燒結煤中有機組分，Ca2+和Mg2+主要來源于脫硫劑，Cl-主要來源于煤、脫硫劑和工藝水，F-主要來源于煤，重金屬主要來源于煤，COD主要由亞硫酸鹽組成，來自脫硫系統(tǒng)反應的中間產物。文中結合現場以及遇到的問題對燒結脫硫廢水系統(tǒng)進行優(yōu)化，以緩解廢水系統(tǒng)存在的問題。
1、新鋼燒結脫硫廢水來源
燒結機將混合后的原料進行燒結，產生大量的煙氣，煙氣含有大量的SO2、NOx、粉塵、二噁英、重金屬等成分，燒結煙氣在電除塵作用下去除粉塵及少量重金屬，經過主抽風機抽氣后，在增壓風機的作用下進入脫硫系統(tǒng)，去除煙氣中SO2。濕法脫硫系統(tǒng)采用石灰石或生石灰加水制成一定濃度的脫硫劑，經供漿泵進入脫硫塔漿液區(qū)，循環(huán)泵連續(xù)不斷的將漿液輸入噴淋區(qū)，與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣(CaSO3)，亞硫酸鈣在氧化風機的作用下氧化成硫酸鈣(CaSO4)，硫酸鈣飽和后結晶析出成為石膏(CaSO4·2H2O)。達到一定濃度的石膏漿液在石膏旋流器分離后，石膏旋流器的底流進入真空皮帶機下脫干后形成副產物石膏，上溢流則進入廢水旋流器進行離心分離，廢水旋流器的上溢流即為脫硫廢水.脫硫廢水進入廢水處理系統(tǒng)后回用到燒結機，用于燒結機配料用水，如圖1所示。達到一定飽和的石膏漿液如不及時排出吸收塔將會影響脫硫效率，同時煙氣中攜帶的有害成分也會對整個脫硫系統(tǒng)造成負面影響，因此，為了防止系統(tǒng)內的有害成分(氯離子、粉塵等)對脫硫系統(tǒng)造成影響，必須對其進行脫膏和排放廢水，使其進行置換。
2、新鋼燒結脫硫廢水的現狀及處理
2.1 新鋼燒結煙氣脫硫體系運行現狀
新鋼燒結廠共有5臺燒結機，均配有獨立的脫硫系統(tǒng)。4#、5#、6#、8#燒結煙氣匹配的脫硫系統(tǒng)采用石灰石(石灰)-石膏濕法脫硫法，其中4#、5#、6#脫硫系統(tǒng)采用生石灰作為脫硫劑，8#脫硫系統(tǒng)采用石灰石作脫硫劑。7#燒結煙氣采用半干法循環(huán)流化床法。為防止燒結機因脫硫系統(tǒng)進行大修或者改造時停產，建立一套石灰石(石灰)-石膏濕法脫硫系統(tǒng)作為5#、6#、7#脫硫系統(tǒng)的備用系統(tǒng)，采用石灰石作為脫硫劑。目前，7#脫硫系統(tǒng)正處于大修狀態(tài)，7#燒結煙氣采用備用濕法脫硫系統(tǒng)。
新鋼燒結廠共有3套脫硫廢水處理系統(tǒng)，共產廢水量534t/d。其中4#、8#脫硫共用一套廢水系統(tǒng)，共產廢水240t/d，廢水存儲箱1#廢水池，供給8#燒結機配料使用，5#、6#脫硫共用一套廢水系統(tǒng)，共產廢水168t/d，廢水存儲箱150m3廢水池，供給6#、7#燒結機配料使用，7#脫硫一套廢水系統(tǒng)，共產廢水126t/d，廢水存儲箱2#廢水池，供給4#、5#燒結機配料使用。為緩解燒結機配料用水的壓力，3個廢水儲存箱之間互通，保證脫硫系統(tǒng)正常運行。
2.2 新鋼燒結脫硫廢水處理
廢水中COD、氨氮以及Cl-濃度波動范圍如表1所示。脫硫廢水經廢水旋流器頂部進入廢水三聯箱，即在中和箱中加堿(石灰乳)，調整廢水pH值在9左右，使水中的重金屬形成氫氧化物沉淀，F-與Ca2+反應生成CaF2沉淀，在絮凝箱中加絮凝劑(PAC聚合氯化鋁)，使水中大部分懸浮物沉淀，在沉淀箱中加助凝劑(PAM聚丙烯酰胺)，增大絮凝體的體積，增加沉淀速度，降低細小絮體的殘留。經三聯箱處理后進入澄清池，進行泥水分離，底部污泥由提升泵到達板框壓濾機壓泥后運走，上清液則進入廢水儲存箱，供燒結機配料使用，如圖2所示。
3、新鋼燒結脫硫廢水系統(tǒng)存在的問題
3.1 廢水成分含量富集
因廢水采用回用的方式，廢水中COD、氨氮以及氯離子濃度不斷富集，包裹在脫硫劑表面，導致漿液中毒，抑制脫硫劑與SO2反應，致使脫硫效果變差.氯離子和氨氮對設備腐蝕較大，設備檢修頻繁，影響設備運行經濟性和縮短使用壽命.氯離子含量增多，Ca2+易與Cl-結合，包裹在漿液表面，影響脫硫劑的利用率，增大脫硫劑的使用，漿液中氯離子含量增多影響石膏結晶，致使石膏脫水困難，影響石膏質量。
3.2 脫硫劑不合格
脫硫劑雜質較多，且顆粒較大，包裹在脫硫劑表面，影響脫硫劑與SO2反應效果，降低了脫硫劑的利用率，且會影響石膏品質，鎂含量較多，容易產生泡沫，造成虛假液位，影響判斷，且溢流液容易進入吸收塔入口煙道，影響增壓風機運行和腐蝕煙道。
3.3石膏結晶效果差
石膏晶體很小，導致脫水時有部分石膏進入廢水系統(tǒng)，致使廢水懸浮物增加，導致結垢，容易堵塞廢水管道，造成燒結機配料用量減少，增加脫水負擔。
3.4 廢水存儲空間不足
目前，入口硫含量較高，為控制出口硫指標，供漿量大，脫水頻繁，脫硫廢水增大，已超出燒結機配料使用量和廢水儲存箱容量，影響脫水，從而影響正常生產。
4、新鋼燒結脫硫廢水系統(tǒng)的優(yōu)化
4.1 降低廢水成分含量
提高燒結機機頭除塵效率，確保除塵柜一次、二次電流和電壓正常，導通率高，降低粉塵和煤中的有機組分進入脫硫系統(tǒng)的含量，減少廢水懸浮物以及氨氮濃度，增大氧化效果，盡可能的將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽，降低廢水中的COD，控制工藝水的品質，盡可能保證工藝水中氨氮、COD和懸浮物等成分合格。針對廢水中存在泡沫問題，可適當投加除泡劑，控制脫硫劑品質，改造燒結機燃燒系統(tǒng)，減少點火用油，提高燃燒效率，合理控制氧化風量，避免多余的空氣以氣泡的形式溢至漿液表面，適當控制循環(huán)泵臺數，減弱擾動帶來的漿液起泡.在保證石膏質量的前提下，通過調節(jié)石膏旋流器的壓力，保證漿液中的泡沫、粉塵、重金屬以及氯離子跟隨石膏脫走，且濾餅不沖洗，降低廢水中氯離子、粉塵和重金屬含量，提高漿液品質。調節(jié)石膏旋流器壓力：增加旋流子，石膏旋流器返回閥關小，增大沉沙嘴孔徑。
4.2 提高脫硫劑利用率
選進合格優(yōu)質的脫硫劑，提高漿液品質，促進脫硫劑利用率和獲得優(yōu)質石膏.脫硫劑成分指標：CaCO3≥90%，MgCO3≤5%，粒度：90%以上通過250目(0.065mm)篩分。脫硫劑粒徑越細，越有利于溶解，越容易提高吸收效率，提高漿液過飽和度。適當增加增效劑的使用，減少供漿量，促進石膏的生成，緩解漿液pH的波動，減少脫硫塔內結垢現象。循環(huán)泵運行臺數少，減少脫硫劑與SO2接觸面積，降低漿液和石膏品質，循環(huán)泵臺數多，打碎石膏晶體，使石膏晶體變小，因此，要適當增加循環(huán)泵，減少供漿量，同時促進石膏晶體長大.在出口硫可操控范圍內，降低漿液pH值，促進脫硫劑溶解，并于SO2反應充分，生成亞硫酸鈣，同時可促進石膏粒徑變大，增大石膏晶體。
4.3 增大石膏晶體
適當增開氧化風機，加快亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，促進石膏結晶并變大，也可在氧化風機上接壓縮空氣，增大氧化能力。控制吸收塔漿液溫度在45~55℃，促進石膏晶體生成.適當提高吸收塔液位，提高氧化反應空間，增強石膏品質。脫硫投運前，可適當添加石膏晶種，以保持石膏在低過飽和度的環(huán)境下結晶變大。pH越低，石膏生成的顆粒越大，但過低的pH不利于SO2吸收，且易腐蝕脫硫塔，因此，結合脫硫劑、SO2及石膏晶體等3個因素，適當控制吸收塔pH，使?jié){液pH保持在4.8~5.5(石粉做脫硫劑)，5.0~6.0(生石灰做脫硫劑)，適當提高漿液密度，增加結晶表面，促進石膏晶體長大。
4.4 減少廢水量
廢水主要來源于石膏脫水和沖洗水，為緩解燒結機配料使用廢水和廢水存儲壓力，減少不必要的廢水量，如沖洗地面水，雨水等，對現場廢水走向進行改造，將澄清池2#的上清液流向廣場地坑，再流向廢水存儲箱管道改為澄清池2#的上清液直接流向廢水存儲箱，使廢水存儲箱只存儲石膏脫水，如圖3所示。
4.5 優(yōu)化操作
通過培訓學習，提高員工的操作水平，廢水加藥量根據廢水情況合理投加，保證廢水絮凝和助凝效果良好，確保出水水質。加強設備管理，檢查氧化風機出口母管壓力及電流、循環(huán)泵電流和出口壓力等，定期清理氧化風機風罩，提高氧化風機風量。定期對澄清池和廢水儲存箱進行清理，每日對廢水管道進行沖洗，以防堵塞管道。
4.6 改進后的效果
新鋼燒結脫硫廢水經過上述改進后有著明顯的效果，最為直接的效果就是廢水管路堵塞情況明顯降低，以往7~10天需要清理一次廢水管道，現改進4個月有余，還未發(fā)現廢水管道堵塞問題.石膏品質明顯有所上升，石膏含量增加，石膏含水率下降，石膏品質均達標，廢水成分有所下降，氨氮和氯離子成分相對減少，如表2和表3所示。
5、結論
通過對燒結脫硫廢水問題進行分析，在現有的基礎上采取了優(yōu)化系統(tǒng)操作、改造廢水管道、提高石膏質量等措施，緩解了廢水存儲空間不足和廢水水質等問題，優(yōu)化了脫硫廢水系統(tǒng)運行，達到降本增效等效果。(來源：新余新鋼集團有限公司)
