喻珊，李曉馨，詹徐山，陳友根

(新余新鋼集團有限公司，江西新余338000)

摘 要  新鋼燒結濕法脫硫廢水處理一直是難題，為了緩解新鋼燒結脫硫廢水的現狀，新鋼采取提高石膏品質、降低廢水有害成分、改進廢水管道、優化操作等有效措施，提高了脫硫運行效果，同時達到降本增效的目的.

關鍵詞  濕法脫硫；脫硫廢水；石膏

石灰石（石灰）一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、運行不穩定、容易受入口煙氣量波動和脫硫廢水難處理等問題以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C1-21.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+來源于脫硫系統的工藝水和燒結煤中有機組分[3];Ca2+和Mg2+主要來源于脫硫劑；CI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，來自脫硫系統反應的中間產物[4]文中結合現場以及遇到的問題對燒結脫硫廢水系統進行優化，以緩解廢水系統存在的問題.

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[5],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，去除煙氣中SO2.濕法脫石硫系統采用石灰石或生石灰加水制成一定濃度的態脫硫劑，經供漿泵進入脫硫塔漿液區，循環泵連續不斷的將漿液輸入噴淋區，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造成負面影響，因此，為了防止系統內的有害成分（氯離子、粉塵等）對脫硫系統造成影響，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.4#、5#、6#、8#燒結煙氣匹配的脫硫系統采用石灰石（石灰）-石膏濕法脫硫法，其中4#、5#、6#脫硫系統采用生石灰作為脫硫劑，8#脫硫系統采用石灰石作脫硫劑.7#燒結煙氣采用半干法循環流化床法.為防止燒結機因脫硫系統進行大修或者改造時停產，建立一套石灰石（石灰）-石膏濕法脫硫系統作為5#、6#、7#脫硫系統的備用系統，采用石灰石作為脫硫劑，目前，7#脫硫系統正處于大修狀態，7#燒結煙氣采用備用濕法脫硫系統.

新鋼燒結廠共有3套脫硫廢水處理系統，共產廢水量534t/d.其中4#、8#脫硫共用一套廢水系統，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，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，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，保證脫硫系統正常運行.

2.2  新鋼燒結脫硫廢水處理

廢水中COD、氨氮以及CI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（6);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CI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，造成虛假液位門，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，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的優化

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，減少點火用油，提高燃燒效率（8)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（9);適當控制循環泵臺數，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[10].調節石膏旋流器壓力：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

選進合格優質的脫硫劑，提高漿液品質，促進脫硫劑利用率和獲得優質石膏.脫硫劑成分指標：CaCO3≥90%,MgCO3≤5%,粒度：90%以上通過250目（0.065mm)篩分叫。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[12].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、SO?及石膏晶體等3個因素，適當控制吸收塔pH,使漿液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化系統操作、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，優化了脫硫廢水系統運行，達到降本增效等效果.

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