在石灰石-石膏湿法脱硫工艺中，脱硫废水是末端治理的重点及难点。本文对比分析现有脱硫废水处理不同工艺技术路线，结合水泥行业的工艺特点，提出了水泥行业脱硫废水零排放工艺技术新思路，在篦冷机烟道蒸发技术基础上进行移位技改至石灰石堆场，消除湿法脱硫废水对篦冷机及余热发电系统的影响。
水泥工业污染物主要包括粉尘、SO、NOx、CO、HF等，其中SO是由生料、燃料中含硫成分在煅烧过程中产生的。工业生产中产生的二氧化硫被排放到大气中，会对环境造成严重危害。随着国家环保形势日趋严峻，水泥行业对二氧化硫控制日趋加严，目前安徽省《水泥工业大气污染物排放标准》SO的限值排放浓度≤50mg/Nm3。国内不少窑尾烟气含硫较高的水泥生产线，新配套了湿法脱硫工艺，用以控制硫化物的排放。
对含硫较高的窑尾烟气进行湿法脱硫处理，会定期产生一定量脱硫废水，脱硫废水水质、水量与脱硫系统及烟气主要成分等有密切关系。与火电厂脱硫废水类似，水泥行业湿法脱硫系统产生的废水具有以下特性：水质特性变化大，且不稳定；腐蚀性强，ｐＨ值为5~6，偏酸性，氯离子（Cl-）含量高，为5~0g/L；悬浮物SS含量较高，为10~60g/L，且变化大；硬度大，含大量的金属离子（Ca＋、Mg+等），总量为0~50g/L；化学需氧量（COD）超标，在脱硫废水中，还原态的无机物连二硫酸盐是形成化学耗氧的主要原因，其可生化性差；重金属（Hg、Cr、Pb、Ni、Cd）含量高等。
脱硫废水的上述特点使得其具有较强的腐蚀性，同时其易结垢的特性还容易造成后续处理设备和管道的结垢或堵塞。若直接回用于脱硫系统，将会造成浆液中*，使得脱硫效率下降；若直接排放，其各类污染物浓度远没有达到排放标准，严重污染环境。本文对比分析现有脱硫废水处理不同工艺技术路线，结合水泥行业的工艺特点，提出了水泥行业脱硫废水零排放工艺技术新思路，在篦冷机烟道蒸发技术基础上进行移位技改至石灰石堆场，消除湿法脱硫废水对篦冷机及余热发电系统的影响。
1 脱硫废水处理工艺研究现状湿法脱硫废水处理较为困难，目前常用的脱硫废水处理方法主要有三联箱工艺、水力除灰法、蒸发结晶工艺、烟道蒸发工艺、篦冷机烟道蒸发工艺等，各种处理工艺具有各自的优缺点。
1.1 三联箱工艺
三联箱工艺是我国脱硫废水处理应用最为广泛的技术之一，主要原理是将混凝与化学沉淀工艺结合，以实现去除悬浮物和重金属的目的。但该工艺具有投药量大、固液分离速率慢、分离效果差、污泥量大的缺点，且由于脱硫废水的水质波动大，导致该工艺经常出现出水不达标和系统崩溃的现象，严重影响正常生产。同时，经三联箱工艺处理后产生的高盐废水仍然无法达到排放标准，需要采取进一步处理措施。
1. 水力除灰法
水力除灰法是脱硫废水不经处理，直接进入除灰系统，脱硫废水中的酸性物质或重金属与灰中CaO反应生成固体，从而达到脱硫废水净化的目的，该方法在湿法排渣电厂中应用较为广泛，具有投资少、运行方便等优点，但该方法会造成除灰系统中Cl-聚集，加剧除灰系统的腐蚀性，同时未对产生的石膏进行综合利用，造成二次污染，且有较大的局限性。
1.3 蒸发结晶工艺
在高温状态下对工艺废水进行蒸发，除结晶水外所有水分均以水蒸气形式排出，经冷凝后形成纯净的蒸馏水回用，废水中的盐类和污染物经过浓缩结晶形成固体产物。蒸发结晶工艺分三个工艺段：第一个工艺段为预处理工艺，目的是去除浊度、硬度；第二个工艺段为浓缩减量工艺，此工艺段通过对脱硫废水进行浓缩，使废水量得以降低；第三个工艺段为蒸发固化阶段，目的是将水中的盐分与水分离，得到回用水，分离出的盐分以混合废盐或者可回收单盐的形式处理。蒸发结晶工艺各阶段均会产生固废，且固废更难以处理，整个系统投资及运行维护费用较高，设备结垢、堵塞风险高。
1.4 烟道蒸发工艺
烟道蒸发工艺是将末端废水雾化后喷入除尘器入口前烟道内，利用烟气余热将雾化后的废水蒸发，也可以引出部分烟气到喷雾干燥器中，利用烟气的热量对末端废水进行蒸发处理。在烟道雾化蒸发处理工艺中，废水中的水分以水蒸气的形式进入脱硫吸收塔内，冷凝后形成蒸馏水，进入脱硫系统循环利用。同时，末端废水中的溶解性盐在废水蒸发过程中结晶析出，并随烟气中的灰一起在除尘器中被捕集。此工艺适用于烟气余热充足的工艺，但对管道腐蚀较为严重。
1.5 篦冷机烟道蒸发技术
为了改善现有脱硫废水处理系统产生的固废、运行维护费用高、故障点多等问题，经过比对，结合水泥行业窑头烟气废热充足、水泥熟料对盐分固化效果好的特点，司晨浩等提出水泥行业脱硫废水篦冷机烟道蒸发技术。
该技术工艺路线分为四个阶段：预处理+分盐+膜浓缩+篦冷机烟道蒸发，具体流程见图1。
图1 篦冷机烟道蒸发技术工艺流程
废水进入原水池进行水质水量调节，原水池出水由泵提升后，依次进入一级高密池、二级高密池、澄清池，同时加入氢氧化钠、碳酸钠、絮凝剂及助凝剂等，通过高效絮凝沉淀去除水中的固体悬浮物，降低部分硬度，调整酸碱度，去除部分COD等污染物；高密度沉淀池出水进入缓冲水箱，由泵提升至介质过滤器，介质过滤器出水进入纳滤膜分盐系统；通过分盐系统后，出水分为透过液（含一价盐）和浓缩液（含钙、镁二价盐），其中浓缩液回脱硫系统，二价盐最终以石膏的形式从脱硫系统中分离出来，透过液进入中间水箱，再通过高压膜系统进行浓缩；高压膜系统产生的清液含盐量低，可作为生产用水回用，高压膜系统产生的浓水进入膜蒸馏系统；膜蒸馏系统将浓水再次浓缩约一倍，进一步减量的浓缩液经双流体喷枪喷入篦冷机烟道进行蒸发排放。该方法能实现脱硫废水零排放，投资少，但是废水喷至篦冷机后，造成管道腐蚀，结皮严重，且影响窑头发电锅炉发电量。
我公司湿法脱硫废水处理.1 湿法脱硫系统介绍
我公司1?t/d生产线，为进一步降低二氧化硫排放浓度配套建设石灰石-石膏湿法烟气脱硫，脱硫系统主要有：烟气系统、脱硫浆液制备系统、SO吸收系统、石膏脱水系统、工艺水及滤液水系统、浆液排空系统、事故浆液系统等。其主要工艺流程如图所示。
图 湿法脱硫工艺流程
利用袋收尘窑尾回灰制成浆液，经石灰石浆液泵送至吸收塔。窑尾两台引风机的两路烟道上引出的烟气，进入吸收塔，待处理的烟气进入吸收塔与喷淋的石灰石浆液接触，去除烟气中的SO。在喷淋层上部增设多级气旋除尘除雾装置，除去出口烟气中的雾珠、固体颗粒物，在喷淋层下部增设托盘脱硫增效器在吸收塔内脱硫净化；烟气经多级气旋除尘除雾装置除去水雾粉尘后，再接入烟道经烟囱排入大气。脱硫后的石灰石浆液慢慢变成石膏浆液，石膏浆液通过石膏排出泵送入石膏旋流器浓缩，浓缩后的石膏浆液进入真空皮带脱水形成石膏，此石膏用于内部水泥生产。
. 湿法脱硫废水处理工艺
我公司湿法脱硫废水利用篦冷机烟道蒸发技术，来自废水旋流器的溢流液，通过滤液水箱沉淀，经输送泵及管道系统送到篦冷机，篦冷机配备喷水系统，喷水系统保证浆液雾化效果，但因脱硫废水氯离子含量高，酸性较强（pH约5.5），废水管道腐蚀较为明显，且脱硫废水喷入篦冷机后，窑头AQC锅炉取风口易长结皮堵塞，系统阻力增加，废水喷枪开启期间锅炉入口温度下降约30℃，管道冲洗期间锅炉入口温度下降约50℃，发电量下降约kWh/h。换热管道腐蚀加剧。
3 湿法脱硫废水移位技改3.1 移位技改方案
为稳定窑系统运行工况，解决篦冷机锅炉取风口结皮堵塞，消除脱硫废水对AQC锅炉腐蚀影响，同时利用水泥窑高温对脱硫废水的有害物质进行深度处理，在篦冷机烟道蒸发技术的基础上，对湿法脱硫废水的喷枪位置进行改造。保留原有脱硫废水管道，在废水箱出口增加流量计，从窑头篦冷机脱硫废水喷枪处增加不锈钢防腐管道至斜拉链机，依托皮带廊道布设废水管道至石灰石入堆皮带，脱硫废水用作石灰石降尘喷淋，同时增加管道冲洗装置，防止管道堵塞。
3. 技改实施效果
通过石灰石堆场均化作用，将湿法脱硫废水中的有害物质均匀地分布在石灰石中，搭配铁质原料，砂页岩等制成生料，经均化库均化后入回转窑煅烧，废水中的重金属等有害物质固化在水泥熟料中，实现脱硫废水深度处理的同时有效抑制了石灰石堆场堆料扬尘。废水中的有害物质经均化后对熟料品质无任何影响。
4 结论（1）本文在现有湿法脱硫废水处理工艺的基础上结合水泥行业的特点，提出了水泥行业湿法脱硫废水处理新思路，实现了湿法脱硫废水的零排放。
（）通过技改，消除了湿法脱硫废水对篦冷机及发电系统的影响。
（3）利用水泥窑高温煅烧的特点吸纳、消化湿法脱硫废水的有害物质，实现湿法脱硫废水零排放，且利用废水降低石灰石堆料扬尘，节约了水资源。
作者单位：安徽铜陵海螺水泥有限公司推荐阅读1.水泥窑协同处置垃圾渗滤液的研究
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