污水处理厂罗茨风机振动与噪声的综合治理

摘要：德兴铜矿工业水处理站采用HDS技术处理工艺，曝气送风采用罗茨风机，噪声污染十分严重。在采取改进隔声罩设计、加接消声器、控制管道再生噪声、提高风机房围护结构隔声能力等综合治理措施后，其噪声污染已控制到国家允许标准以下。

关键字：噪声控制 罗茨风机 综合治理

德兴铜矿污水处理站采用HDS技术处理工艺，送风选用罗茨风机，型号为ARE195，长沙鼓风机厂生产。主要技术参数：风压101.3kPa，风量52.8m3/min，转速1450r/min，配套电机功率132kW。风机房共安装了3台罗茨风机，二用一备。

虽然工程设计时已采取了对罗茨风机加隔声罩等噪声控制措施，但运行后鼓风曝气系统噪声污染仍然十分严重。风机房内噪声平均值达118.8dB(A)；曝气反应池靠近送风道处的噪声达111.6dB(A)；风机房相邻厂界噪声达75.5dB(A)，超过所在区域厂界噪声标准值(夜间)30.5dB(A)。

一、噪声治理的基本原理

环境噪声污染一般是由声源、传播途径和受主三个基本环节组成的。因此，噪声治理必须把这三个环节作为一个系统进行研究。

声源可以是单个，也可以是多个同时作用；传播途径也常不只一条，且非固定不变；受主可能是人，也可能是若干灵敏设备，对噪声的反应也各不相同。所以，在考虑问题时，既要注意这种统计性质，又要考虑个体特性。

1、降低声源的噪声辐射是控制噪声最根本的措施。通过对声源发声机理和机器设备运行的深入研究，研制新型的低噪声设备以降低激发力，或改变操作程序和改进加工工艺，均能显著降低环境噪声。

2、声传播途径中的控制是常用的降噪手段。在噪声传递的路径上，设置障碍以阻止声波的传播，铺置吸声材料增加声能损耗，或者通过反射、折射改变声波的传播方向。在噪声控制工程中经常采用的有效技术有吸声、隔声、阻尼和隔振等。常见的吸声墙、吸声吊顶、隔声屏障、隔声门、隔声窗、消声器和隔振地板等，则是这些技术的具体应用。

3、在某些情况下，噪声特别强烈，在采用上述措施后，仍不能达到要求，或者工作过程中，不可避免地有噪声时，就需要从受主控制角度采取措施。对于人，可佩带耳塞、耳罩、有源消声头盔等；对于精密仪器设备，可将其安置在隔声间或隔振台上。

二、 喘振及防止方法

1、喘振

在风机运转过程中，当流量不断减少到Qmin值时，进入叶栅的气流发生分离，在分离区沿着叶轮旋转方向并以比叶轮旋转角速度小的速度移动，这就是旋转脱离。当旋转脱离扩散到整个通道，会使风机出口压力突然大幅度下降，而管网中压力并不马上减低，于是管网中的气体压力就大于风机出口处的压力，管网中的气体倒流向风机，直到管网中的压力下降至低于鼓风机出口压力才停止。接着，鼓风机又开始向管网供气，将倒流的气体压出去，这又使机内流量减少，压力再次突然下降，管网中的气体重新倒流至风机内，如此周而复始，在整个系统中产生周期性的低频高振幅的压力脉动及气流振荡现象，并发出很大的声响，机器产生剧烈振动，以至无法工作，这就是喘振。

从理论上还不能正确计算出喘振工况点，只能在性能测试时根据经验来判断是否进入喘振工况。

1、1听测风机出气管道的气流噪音。接近喘振工况时，出气管道中气流发出的噪音时高时低，产生周期性变化。当进入喘振工况时，噪音立即剧增，甚至有爆音出现。

1、2 观测风机出口压力和进口流量变化。正常工作时其出口压力和进口流量变化不大，当进入喘振区时，二者的变化都很大。

1、3观测机体的振动情况。进入喘振区时，机体和轴承都会发生强烈的振动。

2、 防止方法

采用出风管放气。在出风管上设一旁通管，一旦风量降低至Qmin，旁通管上的阀门自动打开放气，此时进口的流量增加，工作点可由喘振区移至稳定工作区，从而消除了进气流量小、冲角过大引起失速和发生喘振的可能性。在采用进口导叶片调节风量时，随着工况变化，导叶旋转改变通道面积适应新工况的要求，从而避免气流失速，可有效防止风机喘振。

三、 噪声控制

鼓风机的噪声对污水处理厂及其周边临近区域的环境影响非常严重，噪声的辐射主要通过风机本体，进、出风管和连接风道。据有关资料介绍，国外有的鼓风机房为减小噪音将鼓风机设在地下，而地上式鼓风机房室内设有吸音板，门、窗全部是密封的，其造价很可观。结合我国实际情况，针对风机组产生的各种噪声源，通常采取的措施有：消声、隔声、隔振和包覆。

1、消声

装设消声器是控制风机噪声的主要途径，消声器是一种阻止声音传播而允许气流通过的装置，可以大大减弱进、出风口辐射出来的噪声。我们在进、出风管道上加设消音器，降噪效果显著。

2、隔声和吸声

风机进、出风管加设消音器后，其风机壳体的辐射噪声仍对周围环境有较大干扰。在条件允许的情况下，可采取隔音措施，设置隔声室，在室内壁及天棚衬贴多孔性吸声材料，以消除机组产生的噪声。

3、隔振

振动是噪声的主要起源，风机组的振动会产生低频噪声，故减轻机器振动是控制噪声的治本办法。为此，风机的外壳材料宜选用铸铁，以增加设备自重与外壳厚度，减小自振。在风机进、出口处设置柔性波纹管减振接头，降低风机振动传递到风道上产生的辐射噪声，对于小型鼓风机可在机组的基础下加设减振器。

4、包覆

室外出风管道目前大多数设在地面上，实际运行中噪声很大，可将出风管全部设在地面以下，利用土层吸音或用隔音材料包覆管道。

通过综合控制使整个鼓风系统噪声减弱，达到规范的要求。

四、 风机冷却

为改善鼓风机房运行管理环境，在选择鼓风机时需考虑鼓风机的冷却形式。目前常采用的冷却方式有水冷和风冷。通过运行发现，水冷虽然增加了冷却水系统，但运行环境良好；而风冷的鼓风机，热量直接排至室内，夏季室温高达40 ℃以上，工业水处理站在每台鼓风机上加设通风机及排风管道，影响了机房的环境。因此，鼓风机选型时宜选择水冷式。

五、结束语

综上所述，污水处理厂风机的振动和噪声大小直接关系到工作人员的工作环境，影响其工作效率。每座污水厂选择的鼓风机类型有所不同，设计形式多种多样，关键是要综合考虑多方面因素，围绕声源、传播途径和受主三个基本环节，采用切实可行、有针对性的方法，设计一套完整的供气系统，保证污水厂的安全运行，同时创造良好的工作环境。