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浅谈中水回用设施的噪声治理
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-04-13 11:41:22

【摘 要】某新建高层住宅楼的中水回用项目,设备机房位于住户卧室正下方的地下三层,在污水处理再生利用的过程中产生了二次污染――噪声污染,影响了居民的休息。住户的噪声主要来自结构噪声传导和空气噪声辐射两部分,本文结合此工程实际情况,对风机、水泵、管道等不规范的安装进行改造,通过加装了隔音罩、更改设备基础及管道与地面、墙壁的刚性连接,加装更换隔声门和隔声窗等措施,取得了噪声治理的成效。 

  【关键词】住宅楼;中水回用;噪声;隔振降噪 

  绪 论 

  水是人类和一切生物赖以生存且不可替代的物质基础[1],是工农业生产、经济发展和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源。我国是一个干旱、缺水严重的国家,水资源总量约为28124万亿立方米,占世界径流资源总量的6%,人均水资源占有量为2500立方米,约为世界平均水平的1/4,位于世界百位排名之后,被列为世界人均水资源占有量最贫乏的国家之一[2]。随着社会生产力的不断提高,全国多数城市的水质污染、环境恶化不断加剧,致使水资源短缺等问题,已被人们广泛关注。我们提倡发展水资源的可持续利用,节约用水、防止污染、保护环境。污水的资源化与再生利用,不仅节约水资源,变废为宝,同时处理成本较自来水低廉,具有可观的经济效益。 

  本工程为某新建高层住宅楼的中水回用项目,在污水处理再生利用的过程中产生了二次污染――噪声污染。噪声是声音的一种,是人们不需要的声音的总称[3]。从物理角度看,是由声源作无规则和非周期性振动产生的声音。从环境保护角度看,是指那些人们不需要的、令人厌恶的或对人类生活和工作有防碍的声音。噪声不仅有其客观的物理特性,还依赖主观感觉的评定。噪声污染,影响人们的工作、休息和睡眠,进而危及人体健康。每个人对噪声的敏感度不同,一般心血管患者,神经衰弱,失眠等人群对噪声尤其敏感,治理噪声污染,不容忽视。本文对此中水设施造成的噪声进行治理,通过各种隔振降噪措施的实施,有效控制了噪声问题。 

  一、项目简介 

  某新建高层住宅楼设中水回用设施,污水来源于住宅楼内的生活污水,要求污水经过处理后达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质标准》 GB/T 18920-2002冲厕回用标准,用于楼内冲厕,以达到节约用水,减少污染,保护环境的目的。 

  污水处理量为5m3/h,主要工艺流程为: 

  本住宅楼地上28层,地下3层。中水回用设备机房位置地下三层,地上一层为住户。主要噪声源有供水变频泵四台(5.5KW)、回转式鼓风机两台(4KW)、抽吸泵两台(1KW)、提升泵两台(1.1KW)。 

  1、工程安装情况 

  (1)设备基础均为混凝土基础,无二次浇注。水泵直接座在混凝土基础上,接触部分垫有橡胶减振垫。回转式鼓风机座在混凝土基础上,底部安有橡胶减振器,但现场观察减振器与风机不匹配,减振效果明显不足。 

  (2)管道支架、吊架等直接与地面、墙壁接触,为刚性连接,部分支架、吊架制作不规范,管道固定不稳固。 

  (3)管道穿墙部位未封堵。 

  (4)现场可以听见砸水的声音,水泵压水管路出水口高于水池液面。 

  (5)单球橡胶软接头隔振效果不明显,且有部分软接头安装在了立管的部位。 

  2、振动情况检查 

  (1)变频供水泵基础支架振动明显。 

  (2)变频供水泵支路出水管及总出水管手触感觉振动很明显,总出水立管上安装的橡胶软接头前后振动基本一样,橡胶软接头没起到减振作用。 

  (3)变频供水泵总出水管出中水设备机房墙体外用镀锌钢管去接触感觉,有明显振动。 

  (4)自吸泵、提升泵的支路出水管及总出水管手触感觉振动不明显,管路与墙壁支架处,用镀锌钢管去接触感觉,有轻微振动。 

  (5)回转式鼓风机支路出气管及总出气管手触感觉振动很明显,风机基础支架振动明显。 

  3、噪声值测量 

  设备正常运行时,夜间7:00测得设备机房内噪声值76dB(A),设备机房外噪声值64 dB(A),1楼住户房间内噪声值35dB(A),居民反映噪声影响睡眠质量。 

  二、噪声振动分析 

  本工程所选用的设备运转正常,均无异常噪声,质量合格,住户的噪声主要来自结构噪声传导和空气噪声辐射两部分。 

  结构噪声以弹性波的形式通过设备基础、管道支架等传递到建筑结构,并经过建筑结构传递出去,迫使建筑结构或建筑结构上的附着物振动发生,固体声随距离的衰减很小,因此,如果处理不当的话,通常会影响到整个楼层。结构噪声的来源主要有三部分,设备基础基座,管道支架及管道穿墙,属于较难治理部分。 

  空气噪声通过空气传播,主要是通过窗户,房门和楼板等传播至室内。 

  1、水泵噪声分析 

  水泵噪声就是水泵在运行时产生的不规则的、间歇的、连续的或随机的噪声。水泵噪声属于低频噪声(频率在500赫兹以下的声音)。低频噪声的特点就是衰减缓慢、声波较长、其衍射波能轻易绕过障碍物,且有很强的穿透力,像一般建筑物的普通承重墙,水泵噪声能够轻易地穿透,所以较难处理。 

  小功率水泵振动不明显,水泵底座下的橡胶减振器隔振效果良好,但管路与地面、墙壁的刚性连接需要改为柔性连接。 

  变频供水功率较大,橡胶减振器隔振效果不明显,橡胶软接头安装在出水立管上,隔振效果较差,同样管道支架不规范,与地面、墙壁、穿孔均为刚性连接,也需要改为柔性连接。 

  2、风机噪声分析 

  回转式鼓风机,虽然较罗茨风机转速低,噪声小,但风机噪声频谱较宽,即在很宽的频率范围内均有较高的噪声,且以低中频噪声为主要成分,同样具有很强的穿透力,不易治理。 

  回转式风机运转正常,无异常噪声,但基础不平整,现有橡胶减振器效果不佳,曝气管路的支撑,与地面、墙壁均为刚性连接,使得结构振动通过墙体传递到住户室内,导致敏感点噪声值超标。   3、中水设备机房的问题 

  设备机房正上方恰巧为住户的卧室,为敏感点。机房的门、窗均为普通式,隔声效果差。 

  4、噪声治理难点 

  本工程设备、管道均已安装完毕,治理噪声,需要考虑现有设施情况,尽量少改动管路,节省投资。由于居民已入住,冲厕水源必须由回用水池供应,改造过程中由自来水补充回用水源,变频供水系统不能长时间停止。经过我们与物业协商,住宅楼每天最长停水时间仅为10个小时,必须在两天内改造好。而这部分改造工程量较大,为首要改造内容,必须一天完成,不然当天还要恢复系统供水,高压供水系统的运行,将影响甚至破坏已改造的部分减振措施,此系统改造需合理安排,投入较大的资金及人力交叉作业,为此降噪工作的重中之重。MBR生化系统产生的污泥需要氧气维持,则回转式鼓风机也不能长时间停止。这就要求我们无论是风机、水泵及管路系统改造等都要做到“短、平、快”。 

  三、噪声治理 

  本住宅楼中水回用工程产生的噪声主要由不规范的安装、不够重视噪声污染而引起的。本工程噪声的治理其实就是规范安装的过程,以下分别对结构噪声和空气噪声控制做简要阐述。 

  1、结构噪声治理 

  (1)回转式鼓风机地面基础找平,制作弹性减振基座,改变振动源质量与固有振动频率,从而降低振动传导效率,配合合适的橡胶减振器,可达到良好的减振效果。设备底座减振器的选择不仅与设备重量有关系,还和设备的转速、频率等有关系,最好由设备厂家直接配套。 

  (2)小功率水泵基础不变,所有水泵进出口的单球橡胶软接头更换为双头橡胶软接头。 

  (3)变频供水泵基础更换为弹性减振基座和橡胶减振器结合使用的底座,水泵进出口的单球橡胶软接头更换为双头橡胶软接头,水平立管上的橡胶软接头改为水平安装[4],降低了高压供水产生的振动现象。 

  (4)对所有管道的支架、吊架,与地面、墙壁形成的刚性连接断开,改为柔性连接,振动不明显管道,仅对支撑形式进行加固,加设厚橡胶垫减振。对变频供水高压管道和风机出气管道,更换优质成品的弹性支架、弹性吊架,增设支撑点,减少了管道振动。弹性支架、吊架做法参照文献[5]。 

  (5)变频供水高压管道穿越隔墙,由于水泵的振动比较大,致使水泵出水管随之大幅振动,水管的振动必然会带动墙体的振动,一旦造成结构墙体振动,居民室内的墙体就会变成一个辐射声源。本工程穿墙部位用橡胶材料塞满,再用聚氨酯发泡密封,减少了管道通过墙壁上传的振动。 

  2、空气噪声治理 

  (1)产生较大的噪声设备加装隔音罩。变频供水泵及回转式鼓风机安装了模块式隔音罩,安装拆卸方便。隔音罩分为4层:最外层为0.8mm厚的冷轧镀锌钢板,中间夹层为80mm厚的吸音棉,内层为0.5mm厚的冷轧镀锌穿孔板,最里层贴上一层10mm厚大密度的聚苯板、在保证通风功能的情况下将隔音罩所有的孔洞处堵住,以防止噪声外泄,避免隔音罩振动。本工程4KW的回转式鼓风机,通过加装此隔振罩,噪声降低了16dB(A)。5.5KW的变频供水泵,通过加装此隔振罩,噪声降低了14dB(A)。 

  隔音罩制作需注意: 

  ①隔音罩做成模块式拼装,安装拆卸方便、简单。 

  ②隔音罩需考虑设备运行情况,设计通风散热功能,当采取通风冷却措施时,应增加消声器等措施。 

  ③隔音罩预留管路、隔音门窗、通风与电缆空隙处必须密封,并且管线周围应有减振、密封措施。 

  ④用钢或铝板等轻薄型材料作罩壁时,须在罩壁上加筋,涂贴阻尼层,以抑制、减弱隔音罩与设备共振。 

  ⑤罩体与设备及其座之间不能有刚性接触,以免形成“声桥”,导致隔声量降低。隔音罩内壁与设备之间应留有较大的空间,一般为设备所占空间的1/3以上,各内壁面与设备的空间距离不得小于10cm,以免耦合共振,使隔声量减小。 

  (2)水管进入水池,弯头处加装管路,将水管插入到控制水位以下,防止水降落的噪声。 

  (3)设备机房安装隔声门和隔声窗,降低空气噪声向外传播。 

  3、治理后噪声值测量 

  以上隔振降噪处理,施工周期10天,做好后在设备正常运行时,再次测量噪声值,测得设备机房内噪声值62dB(A),设备机房外噪声值50dB(A),1楼住户房间内噪声值30dB(A),大大改善了居民室内环境,达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB 12348-2008规定的噪声敏感建筑物室内等效声级表2规定的限值。 

  结 论 

  本中水回用工程噪声治理为后期改造,加大了制作隔音罩、拆除、改造设备基础、支架等的难度,增加了工程造价,且影响较差。故新设计住宅小区等中水回用项目建议施工时考虑隔振降噪内容,中水设备机房的选址,尽量远离住户起居室,若无法避免时,一定要规范安装,做好隔振降噪工作,有条件的地方,设备机房可以加装吸引棉,消除噪声的影响。水资源再生利用,造福人类的同时,避免二次污染,建设和谐环保的社会环境,也是环境治理的根本。 

  参考文献 

  [1]沈耀良,汪家权.环境工程概论[M].北京:中国建筑工业出版社,2000:16 

  [2]武敏.我国水资源的现状及利用问题研究[R].河南:新乡学院学报(社会科学版),2011:1-3. 

  [3]沈耀良,汪家权.环境工程概论[M].北京:中国建筑工业出版社,2000:79-97. 

  [4]CECS59:94. 水泵隔振技术规程[S].1994. 

  [5]03S402 .室内管道支架及吊架安装图集[S].2003. 

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