污水处理厂厂界噪声综合治理工程探析

廖俊彦

福建船政交通职业学院安全与环境学院，福建 福州 350007

随着我国城市化进程的加快，市区的规模逐渐扩大，原先位于城郊的污水处理厂附近新建了许多居民住宅。污水处理厂内的设施在工作时会发出较大的噪声，若不加以控制，噪声将对厂区周围的声环境产生严重的影响。我们以福建省福州市祥坂污水处理厂为例，分析污水处理厂厂界噪声超标的原因，提出针对性的设备噪声处理措施，以使污水处理厂厂界噪声达到相关噪声排放标准的要求。

1 项目概况

福州市祥坂污水处理厂位于福州市鼓楼区上浦路，厂界外存在噪声敏感建筑物。厂内的进水泵、冲洗水泵和精细格栅等污水处理设施距离厂界较近，运行时产生的噪声对附近的敏感点产生了较严重的影响。污水处理厂北侧的敏感点为某居民区，属于声环境功能区的2 类区，为重点治理的区域；厂界东侧为凤湖路，属于声环境功能区的4 类区，厂界外近距离内无噪声敏感建筑物。

通过对污水处理厂现场设备噪声源、厂界处以及附近敏感点的噪声勘察及监测，最终选定进水泵房、预处理冲洗水泵机组和精细格栅作为厂界排放噪声的治理对象。

2 噪声超标分析

测试的主要内容包括声源噪声、厂界处噪声和敏感点处噪声3 部分，测点布置如图1 所示。其中在声源噪声处布置包括进水泵房、预处理冲洗水泵机组、精细格栅处的4 个测点。厂界处的测点布置在北侧厂界外、高于围墙0.5m 处，共布置4 个测点；东侧厂界外由于无敏感点且受凤湖路交通噪声影响较大，未布置测点。敏感点处测点布置在北侧厂界外某居民区6 号楼南侧不同楼层的窗户处。

图1 测点布置

2.1 现状监测

各测点的昼间等效连续A 声级数值如表1 所示，频谱特性如图2 所示。

表1 昼间声源、厂界测点等效连续A 声级

图2 昼间声源、厂界测点噪声频谱

各测点夜间的频谱特性和等效连续A 声级数值如图3 所示。

图3 厂界及敏感点夜间噪声频谱

2.2 超标分析

上述厂界测点的监测值还需进行背景噪声修正。噪声测量值与背景噪声值相差大于10dB（A）时，噪声测量值不做修正；噪声测量值与背景噪声值相差在3—10dB（A）时，噪声测量值与背景噪声值的差值取整后，进行修正［1］5。对修正的厂界噪声贡献值进行评价。夜间厂界各测点的噪声测量值、背景值及修正后的贡献值如表2 所示。

表2 夜间厂界测点测量值、背景值及贡献值单位：dB（A）

根据当地环保部门批复的要求，工程完工后厂界噪声需达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348-2008）2 类和4 类声环境功能区标准。验收测点位置及标准限值如表3 所示。

表3 验收测点位置及标准限值

监测结果表明，北侧与东侧厂界夜间噪声超标。由于厂界、敏感点噪声与设备噪声的频谱特性基本一致，故噪声治理措施应针对离厂界较近的进水泵房、预处理冲洗水泵和精细格栅开展。

3 降噪方案分析

3.1 降噪原理分析

噪声控制的方法分为声源控制、传播途径控制、接受者控制3 个方面。声源控制是最有效和最直接的措施，如研制与选择低噪声设备、改进生产加工工艺、提高机械设备的加工精度和装配质量等。传播途径控制可以通过吸声、隔声、消声以及隔振等措施［2］。对已投入运行的污水处理厂来说，更换低噪声污水处理设备成本较高、可行性较低。对接受者降噪则需采取更换通风隔声窗等方式，同样操作难度较大。因此，对承担大量生活污水处理且周边居民较密集的污水处理厂来说，在厂内设备噪声的传播途径上采取降噪措施是一种可行性较高的方案。

在传播途径上的降噪措施主要有吸声、隔声、消声几种。吸声降噪是将吸声材料或吸声结构安装在室内天花板或墙上，通过它们对声波的吸收作用，降低室内反射声。离心玻璃棉是常用的一种多孔吸声材料，具有吸声频带宽、中高频吸声系数高及适用范围广的优点，被广泛应用于工业及民用降噪工程中。

隔声降噪是通过隔声构件将噪声源和接收者隔离，从而直接阻断声音传播。在工业降噪中，常用的隔声降噪措施包括隔声间、隔声罩、声屏障和隔声门窗等。

消声降噪是将吸声材料或吸声结构安装在气流管道中，在保证气流通过的同时又能降低向外传播的噪声，实现该功能的装置叫作消声器。消声器按其消声原理及结构可分为阻性、抗性、复合式等几种，其中阻性消声器具有通风量大、消声频带宽的优点，常用于室内封闭空间、轴流风机、隔声罩的通风降噪。

祥坂污水处理厂需治理的噪声源包括进水泵房、预处理冲洗水泵及精细格栅，根据各声源的频谱特性、所处位置及降噪要求，可采用吸声、隔声和消声的方式降噪。

3.2 进水泵房降噪方案分析

进水泵房位于污水处理厂的东北角，距离北侧厂界约16m、距东侧厂界约19m。由于进水泵房北侧1m 外的声级为68.4dB（A），考虑到厂界外1m处夜间50dB（A）的验收标准、距离衰减及多声源叠加的影响，将噪声治理后的验收位置定为进水泵房北侧外1m 处，验收声级限值≤50dB（A），即降噪装置的插入损失应≥18.4dB（A）。

由于进水泵房南北两面均敞开，为达到如上降噪目标，需采取隔声处理措施。常规的隔声措施是在泵房的北侧安装隔声屏障，施工简单，不需要考虑泵房内的通风散热问题且不需要对泵房内采取吸声和消声处理措施。声屏障的插入损失一般在10—15dB（A）之间，若要提高隔声效果，则需增加声屏障的高度及长度。由于污水处理厂所在地夏季台风多发，增加声屏障的高度会导致声屏障支撑钢结构成本的增加。同时，声屏障内采用的离心玻璃棉等多孔吸声材料需置于室外，日晒雨淋环境下其使用寿命会缩短。

基于以上分析，对进水泵房的噪声治理采取将南北两侧用吸隔声板封闭，泵房内部安装吸声材料降低室内反射声，同时安装阻性片式消声器以确保泵房内的通风散热。设计效果如图4 所示。

图4 进水泵房降噪设计

3.3 预处理冲洗水泵降噪方案分析

预处理冲洗水泵1m 外的声级为68.7dB（A），考虑到其所处位置距离北侧厂界约30m、距东侧厂界约50m，所需的降噪量不需要太高。此处的噪声治理主要考虑对厂区内员工工作环境的保护，故将噪声治理后的验收位置定为预处理冲洗水泵降噪装置外1m 处，验收声级限值≤50dB（A），即降噪装置的插入损失≥18.7dB（A）。

可采取隔声屏障或隔声罩的方式对该水泵降噪，同进水泵房，此处采用隔声屏障不是最合适的措施。采取隔声罩的方式降噪，既能保证所需的降噪量，又不会对污水处理厂内的景观产生影响。但传统隔声罩的缺点在于不便于机器的检修，故我们提出对隔声罩的隔声板采取可拆卸的安装方式，通过挂钩将隔声板安装在龙骨上，仅需一人即可完成拆装，大大方便了机组的检修。设计效果如图5 所示。

图5 预处理冲洗水泵降噪设计

3.4 精细格栅降噪方案分析

精细格栅机组共有4 台，在机组旁1m 处测得的声级为73.4dB（A），考虑到其所处位置距离北侧厂界仅有约15m，加上其安装位置较高，对厂界和敏感点的影响较大，故将噪声治理后的验收位置定为精细格栅降噪装置外（朝向厂界处）1m 处，验收声级限值≤50dB（A），即插入损失≥23.4dB（A）。

如对此处格栅机组采取隔声屏障的降噪措施，除前述的抗台风需求导致钢结构成本较高外，格栅机组所在的平台无足够的空间用于安放隔声屏障的斜撑钢结构。若采用隔声罩治理措施，虽可以达到足够的降噪量，但隔声罩体积较大，对格栅的日常清理维护不方便，同时也会增加降噪措施的成本。

基于以上分析，我们提出了上方封闭型声屏障的治理措施，即在传统直立型声屏障的上方安装水平隔声板，使隔声屏障呈倒L 形。这样既能增加声屏障的声程差以达到足够的绕射声衰减量，同时敞开面能方便工作人员进出，为清理检修留出足够的空间。设计效果如图6 所示。

图6 精细格栅隔声屏障设计

4 降噪工程实施

4.1 进水泵房降噪措施

进水泵房的治理目标为北侧外1m 处的声级≤50dB（A），NR数与A 声级的关系大致为LA≈NR+5dB（A）［3］，得此处允许NR数为45。该处各倍频带的允许声压级及插入损失如表4所示。

表4 进水泵房北侧外1m 处允许声压级及降噪量

根据以上降噪要求，确定进水泵房噪声治理实施方案：对泵房南、北侧开口采取吸隔声板封堵；南侧吸隔声板上设有采光隔声窗和双开隔声门，隔声门尺寸（2 600×3 600）mm；隔声门无下坎，单侧门板开启角度大于90°，方便车辆进出；原东西两侧的采光窗拆除，安装消声百叶完成通风和消声。

其中吸隔声板为100mm 厚的复合结构，外壳采用1.0mm 厚304 不锈钢板，夹芯层为32kg/m3、100mm 厚离心玻璃棉吸声层（采用防火憎水布包裹），内侧为0.8mm 厚304 不锈钢冲孔板。1.0mm厚的不锈钢板起隔声作用，可阻断空气声的传播；离心玻璃棉可以减少泵房内的混响声，从而降低泵房空间内的声能量。该结构的计权隔声量40dB，平均吸声系数0.9，可达到预期的隔声与吸声效果。

隔声门由双层1.2mm 厚304 不锈钢板组成，内填离心玻璃棉作为吸声材料，计权隔声量35dB；隔声窗为（3mm+6mm）双层中空玻璃隔声窗，计权隔声量35dB；消声百叶为折板式阻性片式消声器，消声片厚度100mm、消声片间距100mm，折板倾角45°，百叶厚度450mm，静态传声损失20dB（A）。

上述噪声治理措施与常规的治理方案相比，有以下几点创新之处：无须采用隔声屏障，在保证降噪效果的同时，减少了隔声屏障的因抗风压所导致的钢结构成本，同时对厂区内的景观不会产生负面影响；在南侧的吸隔声板上安装采光隔声窗，解决了白天的采光需求且无须使用人造光，达到了节能减排的目的；同时，利用原有窗洞位置安装消声百叶，不仅可降低施工成本，同时解决了泵房内的通风散热问题。

4.2 预处理冲洗水泵降噪措施

预处理冲洗水泵的治理目标为降噪装置外1m处的声级≤50dB（A），允许NR数为45。则该处各主要倍频带的允许声压级及插入损失如表5 所示。

表5 预处理冲洗水泵外1m 处允许声压级及降噪量

根据以上降噪要求，确定预处理冲洗水泵噪声治理实施方案如下：冲洗水泵机组采取隔声罩的方式处理，在隔声罩两侧设置通风消声百叶；隔声罩面板可拆卸，便于日常检修；隔声罩所采用的吸隔声板与消声百叶的结构同进水泵房。

上述噪声治理措施与常规的治理方案相比，创新之处在于罩体的吸隔声板采用挂钩式设计，可灵活拆卸，解决了传统隔声罩拆装不便、影响机组检修的问题。

4.3 精细格栅降噪措施

精细格栅的治理目标为降噪装置外（朝向厂界处）1m 处的声级≤50dB（A），允许NR数为45。则该处各主要倍频带的允许声压级及插入损失如表6 所示。

表6 精细格栅外1m 处允许声压级及降噪量

根据以上降噪要求，确定精细格栅噪声治理实施方案如下：对四台精细格栅采取倒L 形声屏障的方式，开口朝向厂内；声屏障北侧安装一扇（1×2）m 的隔声门，南侧横、竖向龙骨安装位置避开主通道，方便人员进出。声屏障所采用的吸隔声板的结构同上。

上述噪声治理措施与常规的治理方案相比，创新之处在于：降低了传统直立型隔声屏障的高度，减少了屏体材料和钢结构的用量；该降噪措施结合了声屏障与局部隔声罩的优点，在有限的高度内将格栅机组上方封闭，大大增加了声屏障绕射的声程差，从而保证降噪装置的降噪效果；在背向厂界一侧完全敞开，无须额外安装进排风系统进行散热，解决了传统隔声罩散热和操作不便的问题。

5 实施效果分析

5.1 验收监测

工程完工后，在昼间和夜间对污水处理厂北侧、东侧厂界噪声进行监测。在对厂界噪声值进行测量时，要尽可能选择在背景噪声影响小，相对稳定时段进行测量，尽最大可能减少背景噪声产生的影响。如测量结果达到要求，那么不必再采取二次测量；若不符合要求，那么就要测量背景噪声值［4］。共选择3 个监测点位，其中1#点位位于东侧厂界外1m 处，2#、3#点位位于北侧厂界外1m 处。监测因子为等效连续A 声级，监测时间和频次为昼、夜间各监测1 次，共监测1 天。监测方法依据《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348-2008）和《环境噪声监测技术规范 噪声测量值修正》（HJ 706-2014）。

5.2 监测结果

上述测点的监测结果如表7 所示。

表7 噪声监测结果一览表

测点1#、测点2#、测点3#昼间的测量值均低于标准值，故无须修正；测点3#夜间的测量值为52.2dB（A），背景值为49.1dB（A），经背景噪声修正后的排放值为49dB（A）；而测点1#与测点2#由于夜间测量值较低，经采取措施降低背景噪声，测量值与背景值的差值仍＜3dB（A），此时按如下方法修正：计算厂界噪声测量值与排放限值的差值，修约到个位；当该差值≤4dB（A）时，修正结果＜排放限值，并评价为达标［5］。

由于测点1#的噪声测量值与排放限值的差值为58.2-55=3.2dB（A）＜4dB（A），测点2#的噪声测量值与排放限值的差值为52.4-50=2.4dB（A）＜4dB（A），故测点1#与测点2#的夜间排放值均达标。

6 结论

通过对污水处理厂内的噪声源进行准确监测，找出引起厂界噪声超标的主要噪声源，并确定降噪装置所需的降噪量，在此基础上提出创新性的吸声、隔声、消声综合噪声治理措施，并最终以低于预算价的工程价完成该污水处理厂厂界噪声治理工程，使厂界排放噪声均达到所在声环境功能区的排放限值，以此为类似污水处理厂的噪声治理提供参考。