地热堵塞类型与原因

  造成回灌井堵塞，可能是物理、化学或生物某一方面的原因，也可能是它们共同作用的结果。分析已有的实际经验，可以把回灌井堵塞的原因归纳为下面六种情况（武晓峰、唐杰，1994）。

  1．悬浮物堵塞
  回灌水中的悬浮物含量过高会堵塞多孔介质的孔隙，从而使井的回灌能力不断减小直到无法回灌，这是圆灌井堵塞中最常见的情况。因此通过预处理控制回灌井中悬浮物的含量是防堵塞的首要因素。在回灌灰岩含水层时，控制悬浮物在30mg/L以内是一个普遍认可的标准。

  2．微生物的生长
  回灌水中的或当地的微生物可能在适宜的条件下在回灌井周围迅速繁殖，形成生物膜，堵塞介质孔隙，降低含水层的导水能力。防止生物膜的形成，主要通过去除水中的有机质或者进行预消毒杀死微生物的手段来实现。在多数用氯消毒的情况下，典型的余氯值是1-5mg/L。

  3．化学沉淀
  当回灌水与含水层介质或地下水不相容时，可能引起某些化学反应。不仅可能因形成的化学沉淀堵塞水流通道，甚至可能因新生成的化学物质而影响水质。
  有些碳酸盐地区通过加酸来改变水的pH值，以防止化学沉淀的生成。因化学引起的水质问题应视具体情况进行具体分析。

  4．气泡阻塞
  回灌过程中，在一定的流动情况下，水中可能挟带大量气泡。同时水中的溶解性气体可能因温度、压力的变化而释放出来。此外，也可能因生化反应而生成气体物质，最典型的如反硝化反应会生成氮气和氮氧化物。气泡的生成在浅水含水层中并不成问题，因为气泡可自行溢出。但在承压含水层中，除防止回灌水挟带气泡之外，对其他原因产生的气体应进行特殊处理。

  5．黏粒膨胀和扩散
  这是报道最多的因化学反应产生的堵塞，所以单独列为1种。具体原因是水中的离子和含水层中黏土颗粒上的阳离子发生交换，这种交换会导致黏粒的膨胀和扩散。这种原因引起的堵塞，可以通过注入CaCI2等盐来解决。

  6．含水层细颗粒重组
  多数回灌井在回灌过程中要进行回扬或当作开采井，反复的抽、灌水可能引起存在于井壁周围的细颗粒介质的重组，这种堵塞一旦形成，很难处理。所以在此种情况下，回扬的频率不宜太高。
  回灌井的堵塞现象，在初期以物理堵塞（气相、悬浮物堵塞）为主；在中期以化学沉淀堵塞（铁质、钙质盐类沉淀堵塞）为主；在后期以生化堵塞（铁细菌、硫酸盐还原菌、排硫杆菌、脱氮硫杆菌等生化作用而产生堵塞）为主。
  在回灌井堵塞中，生物化学作用堵塞，特别是铁细菌堵塞是经常发生的。，一旦发现，回灌井的机能就基本丧失或报废，危害极大。铁细菌为好氧菌，能在中性或偏酸性介质中发育，能接触性地加速Fe2+氧化成Fe3+，从而形成Fe(OH)3沉淀，并利用这个反应中释放出来的能量来维持自己的生命。这种由于Fe(OH)3的聚集而使回灌井腐蚀与堵塞称铁细菌堵塞c  下水中所含的铁主要以Fe(HCO3)2的形式存在，在铁细菌的作用下，其反应如下：

  2Fe(HC03)2+ H20+1/202→2 Fe(OH)3+ 4COz+能量铁细菌的生长条件，经试验可归纳为以下几点：

  1．适宜的水温
  铁细菌是种“嗜冷”微生物。在回灌井中最适于生长的水温在12℃以上。

  2．丰富的Fe2+
  铁细菌以Fe2+为生。因滤水管是铁管缠丝，易发生电化学腐蚀，溶解于地下中的大量Fe2+，可供铁细菌生长。

  3．所需的溶解氧
  铁细菌对氧的需要不亚于Fe2+。地下水中的溶解氧一般仅1-2mg/L。但由于回灌水含较高的溶解氧，为8-11 mg/L，还有空气混入井内，也增加了地下水溶解氧的含量，为铁细菌的大量繁殖提供了条件。另外，溶解氧也加速电化学腐蚀，使地下水中的Fe2+含量增加。

  4．合适的pH值
  当pH值在8以上时，水中不含Fe2+，间接抑制了铁细菌的生长；当pH值在6.5-7.5之间时，最有利于铁细菌生长。

  5．共生的有机物
  从显微镜下鉴定可知，常有多量的有机物与之共生，故可以认为，地下水中含有机物时，易促使铁细菌的生长。