本发明涉及水处理技术领域，尤其是涉及一种烧结烟气脱硫废水预处理方法。向废水中加硫酸盐，再加入碱性物质，废水中的钙离子生成硫酸钙沉淀；再加入磷酸盐，利用废水中的镁离子，使废水中的氨氮形成磷酸铵镁沉淀；再加入氢氧化物，废水中残余的镁离子生成氢氧化镁沉淀；再加入碳酸盐，将残余的钙离子转化为碳酸钙沉淀，去除沉淀；进行深度除氨，去除废水中残余的氨氮。本发明在废水软化的同时，实现去除废水中钙、镁、氨氮、油类和重金属等污染物的目的，处理后的产水水质好，完全可以满足后续浓缩处理。本发明充分利用废水中的硫酸盐和镁离子，大幅降低药剂消耗量，节约运行成本，达到了以废治废效果。