宝钢烧结烟气脱硫石膏特性分析

宝钢股份有限公司三烧结脱硫技术摘要:宝钢股份有限公司三烧结脱硫采用气喷旋冲脱硫技术，主要介绍了宝钢三烧结脱硫系统工作原理，技术特点，以及运行时的关键参数等。

众所周知，在我国因SO2排放而形成的酸雨危害日益严重，每年造成数千亿的经济损失，SO2及酸雨污染已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。

“十一五”期间，SO2减排成为环保工作的重点。

钢铁行业是SO2排放的主要行业之一，特别是烧结生产工序的SO2排放总量占到钢铁行业SO2排放总量的50%，解决好烧结工序的SO2减排，就是抓住了钢铁行业SO2减排工作的重点，将为钢铁行业完成“十一五”规划中要求的SO2减排任务打下坚实的基础。

为削减宝钢SO2排放总量，从源头上控制污染物的产生，宝钢分公司炼铁厂三烧结增设1套烟气脱硫装置，该装置核心技术采用宝钢股份研究院的气喷旋冲塔湿式石灰石-石膏法。

1工程概况和主要设计参数1. 1工程简述本工程由宝钢工程技术公司采用总承包( EPC)方式建设，建设规模按满足1台495 m2烧结机产生烟气全量处理要求，烟气处理量为115×104～145×104 m3 / h(标干烟气量)，脱硫效率按大于90%设计。

项目于2007年11月动工，2008年10月调试成功，目前运行稳定。

1. 2主要设计参数宝钢三烧结脱硫系统主要设计参数见表1。

2工艺流程及工艺原理2. 1工艺流程系统工艺流程如图1所示。

来自烧结厂引风机的烟气，经增压风机增压后进入冷却器。

在冷却器中，原烟气被工业水和来自吸收塔的浆液冷却，然后进入喷射管，将烟气以一定压力导入吸收塔石灰石浆液面以下的区域，形成鼓泡区和反应区。

在鼓泡区和反应区发生一系列反应后，净化后的烟气通过上升管排出。

从吸收塔排出的烟气经装在烟道上的除雾器除去水雾，然后排出烟囱。

氧化空气吸收塔搅拌器顶部进入到浆液，被搅拌器叶轮打散后分配到浆液中，将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，并结晶成石膏排出吸收塔。

脱硫石膏的特性脱硫石膏是一种二水硫酸钙含量较高、细颗粒、含有一定游离水的再生石膏资源。

在环保意识日益增强的时代，它的价值越发明显。

随着国家改革法规的颁布和实施，国内很多燃煤热电厂纷纷建立烟气脱硫装置，脱硫石膏的产量也在快速增长，它的应用已提到日程上来。

脱硫石膏与天然石膏都是二水硫酸钙，其物理、化学特征有共同规律，煅烧后得到的建筑石膏粉和石膏制品在水化动力学，凝结特性、物理性能上也无显著的差别。

但作为一种工业副产石膏，它具有再生石膏的一些特性，和天然石膏有一定的差异。

经初步应用体会到在原始状态、机械性能和化学成分特别是杂质成分上与天然石膏有所差别。

导致脱水特征、易磨性及煅烧后的建筑石膏粉在力学性能、流变性能等宏观特征上与天然石膏有所不同。

就此问题谈一点粗浅看法。

1. 脱硫石膏的质量：脱硫石膏是对含硫燃料（煤、油等）燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产石膏。

其形成过程是：通过除尘处理后的含硫烟气导入吸收器中，细石灰或石灰石粉形成料浆，通过喷淋方式在吸收器中洗涤烟气，与烟气中的二氧化硫发生反应生成亚硫酸钙（CaSO3?0.5H2O），然后通入大量空气强制将亚硫酸钙氧化成二水硫酸钙（CaSO4?2H2O），从吸收器中出来的石膏悬浮液通过浓缩器和离心脱水，最终产物为二水石膏含量较高，残余水量在10~20%的潮湿、松散的细小颗粒脱硫石膏的品位较高，在化学成分特别是在杂质成分上与天然石膏有所差异。

由于燃烧过程中使用的燃料（特别是煤）和洗涤过程中使用的石灰/石灰石，在脱硫石膏中常有碳酸盐、二氧化硅、氧化镁、氧化铝、氧化钠（钾）等杂质，某些杂质在超过一定含量时，会影响石膏制品的质量。

如某脱硫石膏制品，在较潮湿的环境中，表面曾发生“反霜”现象，该“霜”经过化学分析，其中含MgO，CaO，SO3，x-衍射测出主要物相是MgSO4?4H2O。

它的形成是：制品中的MgSO4为可溶性物质，可从制品内部析到表面，当遇到空气中湿度较大时，吸潮而成镁盐，另外当Na2O，K2O含量较高时，也会形成Na2SO4。

2009年第4期世　界　钢　铁宝钢烧结烟气脱硫石膏质量控制及资源化利用石　磊,沈晓林,陈荣欢,王如意(宝山钢铁股份有限公司,上海　201900)摘要:烧结烟气脱硫石膏的质量是石膏综合利用的关键因素之一。

介绍了宝钢烧结烟气脱硫石膏的特性,分析了石膏质量的影响因素和控制措施,提出了烧结烟气脱硫石膏资源化的利用途径和注意事项。

关键词:烧结烟气脱硫;脱硫石膏;质量控制;资源化利用Quality ControlM easures of Si n teri n g Flue Gas Desulfuri zati on Gypsu m and Its Resourceful Utili zati onsSH I L ei,SH EN X iao lin,CH EN R onghuan,WAN G R uyi(Baoshan Ir on&Steel Co.,L td.,Shanghai201900,China)Abstract:Q uality of sintering flue gas desulfurization(FGD)gypsum is one of the key factors in FGD gypsum utilization.In this article,characteristics of B aosteel sintering FGD gypsum are introduced,in2 fluencing factors and control m easures of FGD gypsum are analyzed,resourceful utilization app roaches of FGD gypsum are put for w ard and things needing attention are pointed out.Key words:sintering flue gas desulfurization;FGD gypsum;quality control;utilization1　烧结烟气特性及脱硫石膏的生成钢铁行业属于高能耗、高排放的重要基础产业。

钢铁行业烧结烟气脱硫脱硝技术要点分析钢铁行业烧结烟气脱硫脱硝技术要点分析钢铁行业在促进我国工业发展以及国民经济发展方面起着非常重要的作用。

随着环境污染问题日益突出，本文在符合国家环保政策要求的基础上结合烧结烟气的特点，对脱硫脱硝技术要点进行了分析，望能够促进我国钢铁行业的健康持续发展。

标签：钢铁行业；烧结烟气；脱硫脱硝；技术要点钢铁行业在我国的工业发展中扮演着重要的角色，然而在生产工序过程中排放的污染物却会给环境带来不同程度的污染。

国家为了解决日益严重的环境污染问题，环保政策越来越严格。

这使得钢铁行业也面临着前所未有的烧结烟气脱硫脱硝压力。

1 烧结烟气的特点钢铁在烧结过程中，由于每个工厂的原料配比不尽相同，因此产生的烧结烟气的成分也不尽相同，但是从整体上来讲，烧结烟气主要呈现以下几个方面的特点：①风量大。

烧结烟气的漏风率高达40%到50%，同时固体料可以多次循环使用，为此在烧结过程中会有一部分空气未经过烧结料层，进而产生大量的烟气；②温度高且变化大。

烟气的温度会随着操作工艺的变化而变化，而且会保持在一个较高的水平，烟气的温度一般都是维持在120度到180度之间；③含水量高。

通过加入适量的水可以提高混合料的透气性，因此烧结烟气的含水量也大；④一氧化碳含量高；⑤含有多种污染成分。

比如粉尘、硫氧化物和氮氧化物等腐蚀性气体、重金属污染物、二恶英类等污染成分。

总之，钢铁行业的烧结烟气呈现出高污染性，不仅会污染环境，而且会对人类的身体健康造成影响。

2 烧结烟气脱硫技术要点2.1 我国主要的烧结烟气脱硫方法在国家环保政策频出的大背景下，我国的烧结烟气脱硫技术近年来也得到了较快的发展。

就目前情况来看，我国常用的烧结烟气脱硫方法主要包括以下方法；①湿法类。

按照应用套数、应用总面积、平均面积和所占比例的不同，又包括以下几种具体的脱硫方法。

如石灰-石膏法、氨-硫铵法、双碱法、动力波法、镁法、有机胺法、离子液法等；②干法类。

烧结机头烟气脱硫脱硝技术比较分析烧结机是燃料为粉煤、焦炭等的设备，是冶金工业中的重要设备之一。

烧结机在进行烧结矿石的过程中产生大量烟气，其中含有二氧化硫和氮氧化物等有害气体。

为了达到环保排放的要求，烧结机需要进行脱硫和脱硝处理。

脱硫和脱硝技术是保护环境、减少污染的重要手段，不同的脱硫脱硝技术在烧结机头烟气处理中都有各自的优劣势。

本文将对烧结机头烟气脱硫脱硝技术进行比较分析，以便为烧结工业的环保技术应用提供参考。

一、石灰石石膏法脱硫技术石灰石石膏法是目前烧结机头烟气脱硫的主要技术之一。

该技术的原理是利用石灰石浆液或石膏浆液对烟气中的二氧化硫进行吸收和中和，形成硫酸钙。

石灰石石膏法脱硫技术的优点是成熟、稳定，并且能够高效地去除烟气中的二氧化硫。

但是石灰石石膏法脱硫技术也存在一些缺点，比如所需的投资成本较高、对设备的耐腐蚀性要求高、产生的废水需进行处理等。

二、湿法烟气脱硫技术湿法烟气脱硫技术是通过在烟气中喷射吸收剂溶液，将烟气中的二氧化硫、氮氧化物等有害气体吸收到溶液中，再将溶液进行处理，从而实现烟气脱硫脱硝的目的。

湿法烟气脱硫技术的优点是操作简单、适应性强、能够同时去除二氧化硫和氮氧化物，并且脱硫效率高。

但是湿法烟气脱硫技术也存在一些问题，比如需大量的吸收剂、产生大量废水、设备易受腐蚀等。

三、活性炭吸附脱硫技术活性炭吸附脱硫技术是利用活性炭对烟气中的二氧化硫进行吸附，从而达到脱硫的目的。

该技术的优点是适用范围广、对设备要求低、能够高效去除二氧化硫，并且产生的废物易处理。

但是活性炭吸附脱硫技术也存在放置受限、活性炭的再生和利用等问题。

四、催化氧化脱硝技术催化氧化脱硝技术采用催化剂将烟气中的氮氧化物转化为氮气和水，从而实现脱硝。

该技术的优点是脱硝效率高、产生的副产物无害、对设备要求低。

但是催化氧化脱硝技术也存在催化剂寿命短、温度和气氛要求严格等问题。

烧结机头烟气脱硫脱硝技术各有其特点和优劣势。

在实际应用中，需要根据工艺条件、经济成本、环保要求等因素进行综合考虑，选择合适的脱硫脱硝技术。

钢铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术分析摘要：为实现铁矿烧结烟气SO2和NOx协同减排，采用氨法联合活性炭对烧结烟气进行协同脱硫脱硝研究。

结果表明，在经氨法预先脱除SO2后，仅凭活性炭单级吸附就能获得70%以上的脱硝率。

氨法联合活性炭法脱硝的机理是由于逃逸的NH3与活性炭表面的C-OH官能团结构发生化学吸附反应，最终生成了N2和H2O。

针对目前已有氨法脱硫装置的烧结厂而言，只需在脱硫喷淋塔后直接连接单级活性炭吸附塔，即可达到99%以上的脱硫率和70%以上的脱硝率，不仅可大幅降低设备投资成本，还可解决氨的逃逸和二次环境污染的问题。

关键词：铁矿烧结；烟气；氨法；活性炭；脱硫脱硝1前言钢铁工业是重要的基础产业，对经济建设的发展发挥着巨大的作用。

但是，中国钢铁工业至今仍是高污染工业。

钢铁行业废气中二氧化硫排放量占全国的9.8%左右，氮氧化物排放量占全国的10%左右。

烧结生产工序的烟气是钢铁工业产生SO2和NOx的最大环节，其排放的SO2和NOx分别占钢铁工业总排放量的60%和50%以上，烧结烟气已成为中国社会环境保护治理的重点。

2钢铁厂脱硫脱硝工艺选择氨法脱硫工艺在中国钢铁企业烧结烟气脱硫中应用较广泛，该工艺具有较高的脱硫率。

但该工艺存在氨逃逸和吸收塔周边产生气溶胶污染的问题，并且在较高的烟气温度、较高SO2及NO质量分数的烟气条件下，难以满足更高的烟气脱硫脱硝效率的要求。

活性炭法是国内在烧结尾气同时脱硫脱硝上获得应用且效率较高，在单级吸附的前提下，脱硫率大于98%，脱硝效率也能达到35%～50%。

但该工艺脱硝过程中需要氨的参与，要求限制烟气温度不超过120℃，并且需要两级吸附才能确保80%以上的烟气脱硝率，因而整体投资偏高，制约了其大规模的推广应用。

利用氨法高效脱硫的能力，首先脱除烟气中绝大部分的SO2，释放活性炭本来用于吸附SO2的孔容和官能团，同时利用氨法不可避免产生的逃逸氨，在无需外加氨源的前提下，强化活性炭法的脱硝能力。

钢铁行业烧结烟气脱硫技术烧结烟气脱硫是钢铁行业常用的废气处理技术之一，主要用于减少烟气中的二氧化硫（SO2）排放和防治酸雨的生成。

烟气脱硫技术主要包括湿法石灰石石膏法、半干法石膏法和干法石膏法等。

本文将对这些技术进行详细介绍，并分析其应用情况和技术特点。

一、湿法石灰石石膏法湿法石灰石石膏法是目前钢铁行业烧结烟气脱硫的主要技术路线之一。

该方法主要通过石灰石浆液喷射到烟气中，使烟气中的SO2与石灰石浆液中的CaCO3反应生成CaSO3，并在后续的氧化过程中转化为CaSO4，最终实现SO2的脱除。

湿法石灰石石膏法的特点是脱硫效率高、适应性广、运行稳定。

但同时也存在着废水处理困难、运行维护成本高、设备体积大等问题。

为了解决这些问题，钢铁行业在湿法石灰石石膏法的基础上进行了一系列的改进，如增加石灰石浆液的浓度、改进反应塔结构等，以降低运行成本和提高脱硫效果。

二、半干法石膏法半干法石膏法是湿法石灰石石膏法的改进版本，其主要特点是将喷液塔改为喷粉塔，即将石灰石喷雾液转变为石灰石粉末喷射到烟气中。

烟气在与石灰石粉末接触后，SO2与石灰石粉末中的CaCO3反应生成CaSO3，并在后续的氧化过程中转化为CaSO4，最终实现SO2的脱除。

半干法石膏法相比于湿法石灰石石膏法，具有更小的设备体积、更低的水分排放和较高的脱硫效率等优点。

然而，该方法的操作复杂度较高，需使用专用设备进行喷雾和固液分离，对硫黄的转化速度和喷雾剂的选择等方面也有一定要求。

三、干法石膏法干法石膏法是另一种常用的烟气脱硫技术，主要是通过利用活性炭、脱硫剂和脱硝剂的催化作用，在烟气中进行反应从而达到脱硫的效果。

该方法的特点是设备体积小、运行维护成本低、硫化物排放量少等。

干法石膏法的关键技术是催化剂的选择和反应条件的控制。

目前，钢铁行业主要使用活性炭、CeO2等催化剂，并对其进行改进和优化以提高脱硫效果。

同时，还需要对烟气温度、反应时间等参数进行合理控制，以确保脱硫反应能够充分进行。

ＮＥＷＢＵＩＬＤＩＮＧＭＡＴＥＲＩＡＬＳ随着我国经济飞速的发展，对电力需求也越来越大，据有关资料统计，从２００３～２００５年我国发电装机容量发展更为迅速，平均每年增长１４．９９％，而火电则每年平均增长１５．９７％。

２００５年底我国的发电装机容量达到５．０８４１亿ｋＷ，其中火力发电装机容量达到３．８４１３亿ｋＷ。

火力发电必然产生大量的含硫烟气，同样钢炼厂、玻璃生产厂等也会产生大量的含硫烟气，如不经过脱硫处理，则会极大地危害自然环境。

近年，国家加强了对环境的保护，陆续出台了环保方面的政策法规，很多省市也纷纷制定了环保的相关政策。

如浙江省在《火电厂烟气脱硫专题规划》中规定：新扩建火电项目需同步上脱硫设施，同时对现有火电厂要求采取减排措施。

１烟气脱硫方法分析在国际上，工业发达国家对二氧化硫的排放有严格的标准，燃煤厂普遍安装了烟气脱硫装置。

其中绝大部分脱硫采用混凝土的应用范围。

而掺加短切螺旋状聚丙烯纤维（掺量为０．９ｋｇ／ｍ３）的透水性混凝土，因其纤维能均匀分布在混凝土基材中，从而产生二级增强效果，使混凝土强度得到提高，并对混凝土透水性无较大影响。

５结论（１）水灰比是影响透水性混凝土强度的主要因素之一，当水灰比在０．４左右时可以形成较理想的透水性混凝土结构，具有较高的强度和一定的透水性。

（２）在保证一定透水性的条件下，连续粒级骨料比单一粒级骨料具有更高的强度。

（３）在适宜的水灰比范围内，掺入短切螺旋状聚丙烯纤维的透水性混凝土的透水性，随水灰比增大而减小，但采用单一粒径骨料可以改善混凝土透水性。

（４）螺旋状聚丙烯纤维与水泥基体相容，极易分散于混凝土内部构成一种均匀的随机取向支撑体系，从而产生二级增强效果，可以有效地分散应力，提高其强度，且对透水性能影响不大。

参考文献：［１］陈志山．用于水污染治理的生态混凝土技术．建筑材料学报，２００１，（３）：６０－６４．［２］王武祥，谢绕生，夏桂清．透水性混凝土的性能与应用．中国建材科技，１９９４，（３）：１－５．［３］徐立新．无砂混凝土在道桥工程中的应用．公路，２０００，（６）：２８－３１．［４］刘叶锋，朋改非，易全新，等．高强透水性混凝土材料试验研究．混凝土，２００５，（３）：５６－５８．［５］陈志山．大孔混凝土的透水性及其测定方法．混凝土与水泥制品，２００１，（１）：１９－２０．!摘要：火力发电、钢炼、玻璃生产等产生大量含硫烟气。

烧结脱硫工艺与石膏法影响因素的分析烧结脱硫工艺与石膏法影响因素的分析摘要：随着我国经济的快速发展，我国的钢铁业产能达到近10亿吨，同时也带来了SO2等有害气体排放量的急剧增加，这些有害气体的过量排放无疑会对我们的环境、生活带来不可忽视的危害。

因此，我们要加强对钢铁生产过程中烧结工序排放的SO2有害气体的脱除。

文章从烧结脱硫工艺划分以及采用比例最大的石膏法的影响因素分析等方面进行了阐述。

关键词：烧结烟气脱硫；石膏法影响因素的分析中图分类号：TF704.3 文献标识码：A 文章编号：目前, 全国现有各种规模烧结机总数为1240余台，规模以上烧结机500余台,平均面积122m2/台,总烧结面积约66500m2。

烧结烟气排放是钢铁业污染大户,主要污染物有颗粒物(烟粉尘)、SO2、NOx、CO2、CO、二?英、氟化物、氯化物及重金属等。

2009年7月30日,国家正式发布《钢铁行业烧结烟气脱硫实施方案》(工信部[2009]340号),将烧结烟气脱硫列入环保重点。

2012年6月27日发布了钢铁工业系列排放标准，特别是《钢铁工业烧结、球团大气污染物排放标准》（GB28662-2012）的实施。

烧结烟气的SO2污染物主要来源于燃料焦粉和铁矿粉的硫份燃烧，有别于火力发电厂单纯燃煤产生的烟气,烧结机运行的工况与火力发电厂锅炉的运行工况差别巨大，对烧结烟气脱硫工艺选择必须科学地进行。

烧结烟气的工况特点是：（1）烧结烟气流量波动大，主抽风机的风门开度随尾部烟箱温度和负压值频繁调节；（2）烟气含湿量大，一般含湿量在11～16%波动；（3）SO2浓度波动大，这与烧结的实际运行工况相联系；（4）烟气温度波动大；（5）氧量高，一般在13～18%波动。

烧结烟气的这几个固有特性不会改变，也就意味着后置的脱硫装置必须具有与之相适应的能力。

国外一些发达国家对烧结过程中产生的S02排放控制严格,他们采取的措施一般是使用含硫份较低的矿石作为炼铁的原料,同时在含硫烟气排放之前进行脱硫处理。

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1 烟气脱硫石膏的基本性能分析
1.1 颗粒特征
由于对作为烟气脱硫吸收剂的石灰石粉或石灰粉的细度有较高的要求，故所形成的脱硫石膏较天然石膏细，其颗粒粒径一般不超过90林m，且粒径分布范围小，约85.0%以上的颗粒粒径在30~60林m之间。

脱硫石膏的这种颗粒特征，有利于在实际应用中更好地发挥其性能效应。

1.2 物理性能
脱硫石膏呈湿粉状。

在脱硫装置正常运行的情况下，脱硫石膏的颜色接近白色;有时因含有碳酸钙、碳酸镁等杂质而呈淡黄色和灰褐色;当除尘器运行不稳定，含有较多细粒粉煤灰的烟气进人吸收塔时，则颜色为灰色。

脱硫石膏的含水率一般为64-ro.0%一巧.0%。

由于其含水率高，又具有较高的赫性，因此，易豁附在装卸、提升、运输设备上。

通过扫描电镜(ESM)可观察到脱硫石膏水化后硬化体的晶体呈柱状，结构紧密，密度较天然石膏增大10%一20%。

1.3 化学成分
脱硫石膏的主要化学成分与天然石膏基本相同(见表1)。

其CaSO4·ZH 必含量一般达到90%-95%。

同时，由于烟气脱硫对石灰石或石灰粉中的Cao含量要求严格，所以脱硫石膏的化学成分较稳定，其品质优于一般天然石膏。

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刍议烧结烟气脱硫石膏质量控制化石能源在燃烧时会释放大量的二氧化硫，由于社会和经济发展对化石能源的依赖，二氧化硫已成为对环境影响最大的大气污染物。

钢铁行业是我国二氧化硫排放大户，二氧化硫排放控制一直受到国内环保产业的高度重视。

一、烧结烟气特性及脱硫石膏的生成钢铁行业是高能耗产业，其二氧化硫排放量約占全国工业总排放量的4.5%。

钢铁企业高炉炼铁主要原料为烧结矿，烧结矿主要原料为铁矿石，在生产烧结矿过程中，铁矿石中含硫杂质生成SO2并以烧结机头烟气形式排入大气环境，烧结是钢铁企业产生二氧化硫废气的主要途径。

为了实现对钢铁企业二氧化硫排放量的有效控制，必须对烧结机产生的二氧化硫进行末端脱硫处理。

烧结原料组成十分复杂，其二氧化硫减排不能照搬煤电企业脱硫机制，烧结烟气脱硫工艺较多，目前，我国钢铁企业使用较多的脱硫工艺主要为石灰石-石膏法、循环流化床干法、氨-硫铵法，三种脱硫工艺的副产物分别为石膏、脱硫灰和硫酸铵。

石灰石-石膏法工艺原理是将含有二氧化硫的烧结烟气引入气喷旋冲脱硫吸收塔，通过塔内喷气装置使烟气以很高的流速冲入浆液池中，气液发生强烈的掺混、破碎、旋冲，两相高效传质，完成SO2被吸收的化学反应和烟尘被洗涤的物理过程，净化后的烟气除水雾后从烟囱排入大气。

SO2与石灰石浆液接触，生成亚硫酸钙，并与烟气中的氧及由氧化风机鼓入的氧反应，生成硫酸钙，再通过固液脱水分离转化为固体状石膏，在上述工艺过程中如何控制副产品石膏质量并实现其综合利用，成为我国钢铁企业重点研究和实践的课题。

灰石-石膏法化学反应方程式如下：CaCO3+ SO2+ H2O→CaSO3·1/2 H2O+ 1/2 H2O+CO2CaSO3·1/2 H2O+1/2O2+3/2 H2O→CaSO4·2H2O二、烧结烟气脱硫石膏质量的影响因素烧结烟气脱硫中石膏综合利用的关键是保证其质量，影响石膏质量的因素包括石灰石品质、浆液PH、浆液的过饱和度、外排废水量、脱水系统运行状况、强制氧化方式等。