環(huán)境工程：污水處理廠羅茨風(fēng)機(jī)噪聲的綜合治理

1、環(huán)境工程：污水處理廠羅茨風(fēng)機(jī)噪聲的綜合治理     作者：不詳摘要：某城市污水處理廠采用射流曝氣活性污泥法處理工藝，送風(fēng)用羅茨風(fēng)機(jī)，噪聲污染十分嚴(yán)重。在采取改進(jìn)隔聲罩設(shè)計(jì)、加接消聲器、控制管道再生噪聲、提高風(fēng)機(jī)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲能力等綜合治理措施后，其噪聲污染已控制到國家允許標(biāo)準(zhǔn)以下。山東省某污水處理廠全套引進(jìn)國外技術(shù)與設(shè)備，采用射流曝氣活性污泥法處理工藝。送風(fēng)選用羅茨風(fēng)機(jī)，型號(hào)為RV735L2G，德國制造。主要技術(shù)參數(shù)：風(fēng)壓73kPa，風(fēng)量112m3/min，轉(zhuǎn)速960r/min，配套電機(jī)功率183kW。風(fēng)機(jī)房共安裝了9臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)，目前正常生產(chǎn)只

2、開2臺(tái)，將來二期工程投產(chǎn)后需開4臺(tái)。雖然工程設(shè)計(jì)時(shí)已采取了對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)加隔聲罩等噪聲控制措施，但運(yùn)行后鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)噪聲污染仍然十分嚴(yán)重。風(fēng)機(jī)房內(nèi)噪聲平均值達(dá)1188dB（A）；曝氣池靠近送風(fēng)道處的噪聲達(dá)1116dB（A）；風(fēng)機(jī)房相鄰西廠界噪聲達(dá)755dB（A），超過所在區(qū)域廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)值（夜間）305dB（A）。1 羅茨風(fēng)機(jī)隔聲罩的改進(jìn)設(shè)計(jì)羅茨風(fēng)機(jī)是一種強(qiáng)噪聲的機(jī)電產(chǎn)品，其噪聲主要包括進(jìn)氣口和排氣口輻射的空氣動(dòng)力性噪聲、機(jī)殼及軸承輻射的機(jī)械性噪聲、基礎(chǔ)振動(dòng)輻射的噪聲、電動(dòng)機(jī)噪聲1。在原工程設(shè)計(jì)中已采取了一定的噪聲控制措施，主要有：給每一臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)加隔聲罩，罩外壁材料為玻璃鋼，內(nèi)壁材料為穿孔鋼板，

3、中間填玻璃棉。羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口加消聲器、空氣濾清器，它們橫臥于罩內(nèi)。風(fēng)機(jī)所需空氣通過一根直徑420mm玻璃鋼管由室外引入隔聲罩內(nèi)，室外進(jìn)氣口加有玻璃鋼材料制作的阻性消聲器，見圖1。羅茨風(fēng)機(jī)加隔聲罩可有效降低其機(jī)殼及軸承輻射的機(jī)械性噪聲、電動(dòng)機(jī)噪聲；進(jìn)氣口加消聲器可有效降低進(jìn)氣口輻射的空氣動(dòng)力性噪聲。為了解決機(jī)器散熱，利用羅茨風(fēng)機(jī)工作時(shí)罩內(nèi)形成的負(fù)壓吸入外界空氣冷卻，這種降溫方法從技術(shù)上也是合理的。水廠投入運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)隔聲罩門不能關(guān)閉，否則跳閘，羅茨風(fēng)機(jī)不能正常工作。在隔聲罩門打開的情況下，隔聲罩已基本無降噪作用。分析失敗的原因有三方面：氣流組織不合理。原設(shè)計(jì)中隔聲罩進(jìn)氣口和羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口均位于隔聲

4、罩內(nèi)上部，氣流形成短路，位于隔聲罩下部的電動(dòng)機(jī)等部件得不到有效冷卻。隔聲罩進(jìn)氣口截面積較小，進(jìn)氣阻力較大，增加了羅茨風(fēng)機(jī)負(fù)荷。隔聲罩為了保證有效隔聲，除密閉性好外，還使用了較厚的玻璃棉材料。它既是吸聲材料，也是保溫材料，因此隔聲罩散熱能力很差。本工程中的鼓風(fēng)機(jī)是間歇工作，在非工作時(shí)間，罩內(nèi)不形成負(fù)壓，罩外空氣不能進(jìn)入罩內(nèi)起散熱作用，鼓風(fēng)機(jī)再工作時(shí)環(huán)境溫度將較高。為了節(jié)省治理費(fèi)用，在工程設(shè)計(jì)時(shí)沒有重新設(shè)計(jì)隔聲罩，而是根據(jù)對(duì)失敗原因的分析，對(duì)原隔聲罩進(jìn)行了改進(jìn)，采取的措施從比較圖1（b）與圖1（a）中可看出，主要有：將隔聲罩進(jìn)氣口從罩上方改到下方，使氣流能夠流經(jīng)電動(dòng)機(jī)與羅茨風(fēng)機(jī)機(jī)體，對(duì)它們進(jìn)行冷卻

5、。進(jìn)氣口截面積從0126m2增加到0384m2。進(jìn)氣口由室外進(jìn)風(fēng)改為室內(nèi)進(jìn)風(fēng)，不僅減少通風(fēng)阻力，而且改善了風(fēng)機(jī)房內(nèi)通風(fēng)狀況。進(jìn)氣口配用了折板式阻性消聲器。在罩內(nèi)增設(shè)新的強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)施。在隔聲罩上方加一排氣扇，它僅在羅茨風(fēng)機(jī)不工作時(shí)運(yùn)行；排氣扇外加裝消聲器，以降低從排氣口泄出的噪聲；在排氣扇與消聲器間設(shè)簡易逆止閥，以防止羅茨風(fēng)機(jī)工作時(shí)室外氣流由此進(jìn)入。將羅茨風(fēng)機(jī)泄壓口由室外移至隔聲罩內(nèi)，并配用消聲器，其對(duì)外環(huán)境影響可忽略。采取上述措施后，即使在夏季最熱天氣，隔聲罩門也不需要打開，隔聲罩的降噪作用得到保障。工程竣工后測(cè)量，罩內(nèi)噪聲為1068dB（A），罩外進(jìn)氣口處噪聲已降至825dB（A）。2 羅茨

6、風(fēng)機(jī)排氣口消聲器的設(shè)計(jì)在原工程設(shè)計(jì)中，雖然重視了羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口噪聲控制，但卻沒有重視排氣口噪聲控制，這是噪聲控制失敗的另一個(gè)主要原因。羅茨風(fēng)機(jī)排氣口噪聲很強(qiáng)，他不僅通過排氣管道向外輻射，而且能夠激起排氣管道產(chǎn)生強(qiáng)烈的再生噪聲。選擇羅茨風(fēng)機(jī)隔聲罩內(nèi)靠近風(fēng)機(jī)排氣口處作測(cè)點(diǎn)，選擇羅茨風(fēng)機(jī)隔聲罩外匯流管下靠近風(fēng)機(jī)排氣管處作測(cè)點(diǎn)。用B&K2230聲級(jí)計(jì)和B&K1625帶通濾波器測(cè)量了A聲級(jí)和噪聲頻譜，測(cè)量結(jié)果見表1。              

7、60; 表1 羅茨風(fēng)機(jī)隔聲罩內(nèi)外噪聲測(cè)量值dB                                 測(cè)點(diǎn)            

8、時(shí)間            倍頻程頻帶聲壓級(jí)            A聲級(jí)                        

9、;         630Hz            125Hz            250Hz            500Hz 

10、60;          1 000Hz            2 000Hz            4 000Hz            

11、8 000Hz                                             治理前   &#

12、160;        1106            1036            1051            1081  

13、0;         1024            962            903            858  

14、60;         1081                                        

15、;     治理前            904            962            1112      

16、0;     1107            1148            1110            1000      

17、      883            1162                               

18、;              治理后            875            881          &#

19、160; 852            898            805            767          &#

20、160; 699            641            878                       

21、;   隔聲罩有一定的隔聲量，因此罩外測(cè)點(diǎn)的A聲級(jí)應(yīng)低于罩內(nèi)測(cè)點(diǎn)，但實(shí)際測(cè)量值反之，說明罩外有其他強(qiáng)噪聲存在，這就是管道再生噪聲。從噪聲頻譜差別也可看到這一點(diǎn)，罩內(nèi)測(cè)點(diǎn)噪聲呈明顯中低頻特性，這是風(fēng)機(jī)的頻譜特點(diǎn)1；罩外測(cè)點(diǎn)噪聲呈明顯中高頻特性，這是再生噪聲的頻譜特點(diǎn)。根據(jù)兩個(gè)聲級(jí)合成計(jì)算公式，可推算出再生噪聲達(dá)1161dB（A）。管道傳聲是固體傳聲，隨傳播距離增加衰減很小，因此整個(gè)管道均向外輻射噪聲，成為典型的線聲源。本工程地面以上管道長達(dá)300 m，所以污染情況相當(dāng)嚴(yán)重。由上面分析可知，降低羅茨風(fēng)機(jī)排氣口氣流噪聲是本工程另一個(gè)重要措施。加裝消聲器是降低氣流噪聲的有效手段，根

22、據(jù)羅茨風(fēng)機(jī)噪聲頻譜，設(shè)計(jì)了阻抗復(fù)合式消聲器，其結(jié)構(gòu)見圖2。該消聲器有下列技術(shù)特點(diǎn)：為方便制造和維護(hù)，消聲器分成阻性、抗性兩段，中間以標(biāo)準(zhǔn)法蘭相連接。吸聲材料選用離心玻璃棉氈，為了提高低頻消聲效果，消聲器阻性段離心玻璃棉氈厚度設(shè)計(jì)為150mm。消聲器有效長度增加，可提高消聲量。設(shè)計(jì)時(shí)將原羅茨風(fēng)機(jī)排氣口逆止閥到風(fēng)量調(diào)節(jié)閥之間“S”形管道改為“L”形，降低了風(fēng)量調(diào)節(jié)閥高度，從而使消聲器長度增加，消聲器有效長度已達(dá)1800mm。消聲器出口直徑大于進(jìn)口直徑，有效通道截面積增加近1倍，使進(jìn)入?yún)R流管的氣流速度由原來的232m/s降低為123m/s，減少了對(duì)匯流管的撞擊，達(dá)到了降低再生噪聲的目的。采取特別結(jié)構(gòu)措施，保證使用安全。本工程通過氣體壓力高達(dá)73kPa，而國內(nèi)定型生產(chǎn)的各類羅茨風(fēng)機(jī)消聲器限定通過氣體壓力低于50kPa2。羅茨風(fēng)機(jī)排氣口加裝消聲器后，對(duì)匯流管還采取了下列再生噪聲控制措施：減少管道截面變化。原匯流管由三個(gè)不同直徑段組成，現(xiàn)統(tǒng)一為一種直徑，降低了由于管道截面變化引起的渦流噪聲。增大管道直徑。原匯流管最大直徑800mm，現(xiàn)增至1100mm，降低了風(fēng)速，可降低渦流噪聲，也減少了“T”形口處氣流對(duì)管壁的撞擊，從而降低機(jī)械振動(dòng)噪聲。改善管道支撐。匯流管通過鋼箍固定于