地?zé)嵛菜毓嗉夹g(shù)措施探討

■李子杲

（河北省地礦局第三水文工程地質(zhì)大隊(duì) 河北 衡水053000）

地?zé)嵛菜毓嗉夹g(shù)措施探討

■李子杲

（河北省地礦局第三水文工程地質(zhì)大隊(duì) 河北 衡水053000）

地?zé)豳Y源的可持續(xù)發(fā)展最有效的途徑是實(shí)現(xiàn)回灌，同時(shí)解決地?zé)峋幌陆?，延長(zhǎng)地?zé)崽锏氖褂脡勖?。通過(guò)真空回灌和壓力回灌兩種回灌方法很好地解決了地?zé)豳Y源的可持續(xù)利用。同時(shí)，真空回灌和壓力回灌在合理利用地?zé)豳Y源上有效地控制氣泡堵塞與微生物堵塞，實(shí)現(xiàn)了從熱質(zhì)量、減少能耗、降低成本、提高使用效率，達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的。

地?zé)嵛菜毓嗉夹g(shù)措施

地?zé)崾且环N無(wú)污染，可再生的清潔能源，與傳統(tǒng)化石能源相比，具有數(shù)量大、可再生、低碳、環(huán)保、就地取用等優(yōu)勢(shì)。但地?zé)崴Y源卻是有限的，過(guò)度開(kāi)采或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)會(huì)造成資源枯竭。為解決地?zé)豳Y源的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)避免環(huán)境污染，最有效的途徑就是地?zé)峄毓?。地?zé)峄毓嗍菍⒔?jīng)熱利用后的地?zé)嵛菜刈⒂谀繕?biāo)地層的技術(shù)措施。地?zé)峄毓鄬?duì)地?zé)豳Y源的持續(xù)開(kāi)發(fā)、減少資源浪費(fèi)、延長(zhǎng)開(kāi)采井壽命以及減少環(huán)境污染等方面均具有重要意義。

1 地?zé)嵛菜毓嗉夹g(shù)

1.1 真空回灌

（1）檢查電源、起動(dòng)設(shè)備和各閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；

（2）觀測(cè)記錄灌前地下水靜、動(dòng)水位、單位出水量、回灌水及地下水水溫等原始參數(shù)；

（3）記錄灌水表和揚(yáng)水表的起始讀數(shù)；

（4）對(duì)回灌水源和地下水進(jìn)行水質(zhì)分析；

（5）用拉真空的方法，觀察和檢查管路的密封效果。判別密封效果的方法是：在8h內(nèi)真空度如能保持在700-500mmHg之間，可認(rèn)為井的密封效果良好，若真空度小于500mmHg，則說(shuō)明有漏氣現(xiàn)象，應(yīng)檢查漏氣部位的密封情況。

1.2 壓力回灌

一般而言，加壓回灌就是通過(guò)加壓泵加壓的方法在回灌井中注入尾水完成回灌，在此過(guò)程中，回灌的難易程度主要取決于地下熱水運(yùn)移通道的順暢程度與熱儲(chǔ)層的裂隙發(fā)育情況。

（1）利用地?zé)嵛菜M(jìn)行壓力回灌。通常情況下，在泵管內(nèi)進(jìn)行灌水的主要流程為：關(guān)進(jìn)水閥，開(kāi)足控制閥、揚(yáng)水閥及放氣閥，然后停止大概10-20分鐘左右，對(duì)靜水位進(jìn)行測(cè)量，之后合電閘、開(kāi)泵回?fù)P至水揚(yáng)清后，在對(duì)動(dòng)水位進(jìn)行測(cè)量，緊接著拉真空，拉開(kāi)電閘停泵，將控制閥與揚(yáng)水閥進(jìn)行關(guān)閉，之后在開(kāi)啟進(jìn)水閥，該步驟需要緩慢進(jìn)行，一旦放氣閥中的回灌水溢出，就要將放氣閥緊緊關(guān)閉，最后在對(duì)回灌量進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，需要注意的是，認(rèn)真準(zhǔn)確的對(duì)回灌水量、壓力及水溫進(jìn)行記錄。

（2）從泵管外灌水的操作程序。首先需要將進(jìn)水閥與回流閥進(jìn)行關(guān)閉，將揚(yáng)水閥、控制閥以及放氣閥開(kāi)啟。然后停止大概10-20分鐘左右，對(duì)靜水位進(jìn)行測(cè)量，合電閘開(kāi)泵回?fù)P，至水揚(yáng)清后測(cè)動(dòng)水位，緊接著拉真空，拉開(kāi)電閘停泵，將控制閥與揚(yáng)水閥進(jìn)行關(guān)閉，之后開(kāi)足進(jìn)水閥，并緩慢開(kāi)啟控制閥，當(dāng)回灌水從放氣閥溢出后，就需要緊緊關(guān)閉放氣閥，開(kāi)回流閥，調(diào)節(jié)回流量，記錄回灌水量、水溫及壓力，最后開(kāi)啟輸水泵與加壓泵進(jìn)行加壓回灌。

2 地?zé)嵛菜毓嗉夹g(shù)措施

2.1 微生物及防治技術(shù)措施

相關(guān)研究表明，回灌過(guò)程中最為主要的是微生物是在溫度降低時(shí)滋生的，它是回灌系統(tǒng)發(fā)生堵塞的最常見(jiàn)情況。由于隨著溫度升高，懸浮物、堵塞率均隨著增大，且當(dāng)有堵塞和懸浮物堵塞兩種因素同時(shí)存在時(shí)，堵塞的貢獻(xiàn)比例呈下降趨勢(shì)，而懸浮物堵塞的貢獻(xiàn)比例呈上升趨勢(shì)。此外形成的微粒在懸浮物中又占有一定比重。因此，尾水回灌過(guò)程中必須要對(duì)尾水進(jìn)行過(guò)濾處理。

一般常用的解決物理堵塞的方法是利用過(guò)濾設(shè)備，但一般過(guò)濾后尾水中懸浮物仍然存在，因此過(guò)濾設(shè)備根據(jù)水質(zhì)專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)，無(wú)論在處理效果和穩(wěn)定性方面都大大提高。過(guò)濾設(shè)備采用較大的過(guò)濾面積，過(guò)濾效果好，阻力損失低，運(yùn)行能耗減少。過(guò)濾器濾材采用尼龍、PP、陶瓷等材質(zhì)，對(duì)抗地?zé)崴g，濾材使用一定周期后采用壓縮空氣結(jié)合弱酸稀釋液清洗，由此反復(fù)使用降低使用費(fèi)用。

2.2 管線技術(shù)措施

一般的地?zé)犴?xiàng)目大量管道材質(zhì)均為鐵質(zhì)，在地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用和回灌過(guò)程中，伴隨腐蝕等產(chǎn)生大量的Fe2+同時(shí)為鐵細(xì)菌的生長(zhǎng)提高了良好的條件，鐵細(xì)菌將Fe2+氧化為氫氧化鐵沉淀進(jìn)而堵塞地層，同時(shí)進(jìn)一步造成微生物的大量繁殖、形成各類(lèi)堵塞，造成惡性循環(huán)。回灌系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備、閥部件、儀表等可根據(jù)水質(zhì)針對(duì)選材，確保長(zhǎng)期使用可靠穩(wěn)定。地?zé)崴斔凸懿牟捎铆h(huán)氧陶瓷內(nèi)防腐，聚氨酯外保溫管道，并設(shè)計(jì)陰極保護(hù)，避免管道腐蝕造成堵塞及水質(zhì)輸送污染。對(duì)于溫度較低的地?zé)崴刹捎肞E-RT改性管材，腐蝕性較強(qiáng)的地?zé)崴?，明裝管道可采用預(yù)裝后襯膠防腐。

2.3 氣體及微生物堵塞及防治技術(shù)措施

尾水回灌過(guò)程中水中夾帶氣體，同時(shí)當(dāng)熱水氣體總量含量較高時(shí)，其溶解性氣體在流動(dòng)過(guò)程中可能因?yàn)闇囟?、壓力的改變而釋放出氣泡并駐留在地層中，此外，化學(xué)生化反應(yīng)亦能生成氣體物質(zhì)造成儲(chǔ)層滲透性能降低，造成回灌堵塞。

對(duì)此可在水處理設(shè)備內(nèi)部設(shè)計(jì)特殊流程，對(duì)水流產(chǎn)生高度擾動(dòng)湍流，使得大部分隨流體裹挾的氣泡破裂，并將氣體釋放出來(lái)排除尾水中的氣體，整個(gè)系統(tǒng)所有管路及部件均嚴(yán)格密閉大大降低氣體進(jìn)入回灌井的數(shù)量。此外設(shè)置加藥裝置可在必要時(shí)向水中添加二氧化氯或者次氯酸鈉作為尾水回灌適量的消毒劑，消毒效果好，價(jià)格便宜。此外在地?zé)崴幚碓O(shè)備內(nèi)加裝超聲波振蕩，輔助脫氣并滅除微生物，超聲波發(fā)生器功率根據(jù)處理水質(zhì)確定。

2.4 地?zé)峄毓嘞到y(tǒng)加壓

為保證回灌系統(tǒng)不影響換熱站內(nèi)供熱系統(tǒng)運(yùn)行，回灌段內(nèi)所有設(shè)備、管道、閥部件壓力損耗單獨(dú)設(shè)置離心加壓泵承擔(dān)，此外自然回灌量不理想時(shí)需加壓回灌。加壓泵流量按回灌水量確定，揚(yáng)程根據(jù)后期水處理系統(tǒng)及地?zé)峋删闆r確定，加壓泵材質(zhì)采用球磨鑄鐵，電機(jī)能效等級(jí)滿足二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。加壓泵采用變頻方式調(diào)控。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，為解決地?zé)豳Y源的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)避免環(huán)境污染，最有效的途徑就是地?zé)峄毓?。地?zé)峄毓嗍菍⒔?jīng)熱利用后的地?zé)嵛菜刈⒂谀繕?biāo)地層的技術(shù)措施。地?zé)峄毓鄬?duì)地?zé)豳Y源的持續(xù)開(kāi)發(fā)、減少資源浪費(fèi)、延長(zhǎng)開(kāi)采井壽命以及減少環(huán)境污染等方面均具有重要意義。

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TU[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-446-1