地热水( 二 ) _生活百科

文章插图
，H2S，CO2等，这些物质能与金属材料发生化学腐蚀和电化学腐蚀。由于地热水的腐蚀作用，一般会对地热水管道和系统设备造成严重的破坏。使输送地热水的金属管壁变薄、脆化，甚至造成泄露或爆管，不仅影响用水的可靠性。同时也增加了系统的维护成本。2、地热水腐蚀的原因地热水腐蚀的主要原因大致有3个方面。（1）地热水中的氧腐蚀氧是地热水中主要的腐蚀性物质，通常氧和被腐蚀的金属发生析氢反应，该反应的进行使金属腐蚀异常明显；O2与Cl—结合会造成较为严重的孔蚀，在承受应力作用的情况下．可能会产生氯化物应力腐蚀破坏。（2）地热水的pH值较低地热水pH值过低．一方面使金属材料发生酸性侵蚀破坏；另一方面易使高强度的合金钢产生硫化物应力腐蚀破裂。（3）金属材料问题通常碳钢表面有一层緻密的Fe3O4钝化保护膜，它可以较好地抵抗氧腐蚀。然而，地热水中大量游离的CO2降低了地热水的pH值。低pH值的地热水不仅使抗腐蚀作用的钝化膜难以形成，而且能加速钢铁的腐蚀。这些游离的CO2，通常来自地热水或水处理曝气工艺。3、地热水的防腐措施及建议（1）使用耐腐蚀材料地热水系统应採用耐腐蚀材料．建议使用塑胶管道。对于已建成且正在使用的管道系统。如果腐蚀情况比较严重，建议根据Larson指数或Ryznar指数判断地热水腐蚀趋势。依据判断结果选择相应的处理方法和合适的水处理工艺，一般可在管道系统中适当地加入Na2SO3，或HEDP等缓蚀刺。（2）加强系统密封措施地热水腐蚀主要是氧腐蚀。相关研究表明，地热水中的氧大多是由于地面管道系统密封不严而融入的。因此要加强系统的密封措施．尤其是加强地热井口装置、地面管道系统的阀门及管道接口处的密封。（3）採用间接地热採暖为了防止地热水管道系统及设备被过快腐蚀。目前国内外一致推荐使用换热器进行间接採暖，否则其防腐和运行成本将非常大。使地热利用得不偿失。在利用地热採暖的场合，地热水不直接进入供热循环系统，而通过换热设备将热量传给经过软化的循环清洁水，这样可以使採暖热力管网系统的维护费用大大降低。地热水回灌（1）地热水回灌简述地热水的回灌是将地热尾水回灌到地层深部的过程。回灌到热储层的低温地热水可以吸收岩层中蕴藏的巨大热量，然后在渗透作用下通过地层岩性特徵(裂隙或孔隙)形成的地热水运移补给通道，使地热水得以补给。地热水回灌可以有效地维持热储层地热水的压力：实现地热水可再生、可循环的利用过程。（2）地热水回灌的必要性地热资源是在漫长的地质历史时期形成的．其补偿来源非常有限，长期以单井形式开发．不仅造成了热储层水位下降、地热井水量不足、压力及温度降低等。而且往往因地热水利用率不高，造成对环境的污染。目前，我国各地地热利用率有很大差异。很少有地热回灌井，大量的地热尾水排入地表环境中，造成这种宝贵的複合型地热资源的巨大浪费和损失。（3）地热水回灌应注意的问题①回灌堵塞问题地热水回灌井的回灌能力通常会逐渐降低，使得地热水回灌的成本加大。这主要是由于回灌井的回灌系统堵塞引起的，甚至有的回灌井无法回灌下去。回灌堵塞的原因很多，主要是回灌水中有悬浮颗粒、气体、微生物及黏土物质等造成的。因此在回灌时要特别注意对曰灌水的过滤。②回灌水量问题地热一般都分布在特殊的地质区域。大规模地回灌低温她热水会对地下的地层结构产生影响。一些地学界学者认为，回灌有可能会导致水动力场、应力场发生变化。因此在回灌前须对回灌地区地质情况进行论证分析。防止因地热水回灌而引起地质环境问题。③回灌水质问题当回灌水灌入热储层，回灌水和地热水混合以后就会造成地热流体的化学成分变化。变化后的地热流体产生化学沉澱，将会导致地热井的滤水管堵塞，并有可能对地热水的运移通道产生影响。对地质环境的影响1、地震地热异常区多数是现代火山、近代岩浆活动地区或近代地壳构造运动活跃地区,地热资源开发一般发生在自然断裂通道和活断层上,即地热资源开发大部分在区域地震活动性强的地区内进行。地热水是地球壳体的重要组成部分,具有缓冲地基岩石板块应力的作用,并承受和分散地表压力。当地下热水被过量开採后势必会使岩层内及岩层下的水体空缺,一旦流体压力超过启动断层运动所需的临导值时,大地的稳定性遭到破坏将诱发地震。王卫东等研究了西安及其邻近地区自从1976年以来该区域的地震活动,得出西安地区的地热水开採引起了西安附近地区地震活动性明显增强。在河北省怀来后郝窑地热田也有类似的现象发生。2、地面沉降如果超量开採地下热水引起水位下降,必然要引起热储层的压缩变形而导致地面沉降。根据天津市地热水开採量和地面沉降的监测资料初步计算分析开採馆陶组热储层热水引起的地面沉降量约5mm/a～6mm/a左右。3、对周边环境的影响1、对土壤和农作物的影响地热水含有一些有害成分和污染物,其中最重要的问题是氟。在我国的地热水中氟的含量最高,一般是015mg/L～17mg/L,最高的可达40mg/L 。使用后的高氟地热水(地热尾水)长期排放,必然引起附近地区土壤或农田污染。例如河北省河间县马16井因尾水长期渗入农田,使耕地变成荒田,不得不向农民赔款。另外高氟水对土壤的污染还表现在水平分布上随着距离热井距离的增加而呈下降趋势。土壤中氟含量的增多是否影响农作物的品质目前还不能定论,国外有报导认为,高氟土壤对农作物品质影响不明显,而广东丰顺县研究结果表明高氟地区的农作物、蔬菜中氟含量高于低氟地区。2、地表水和水产养殖的影响地热水利用后排入到江河、湖泊势必对地表水产生一定的影响,但由于降雨及自然水流的稀释,氟及溶解性固体含量可以明显的降低。此外我国地热水对地表水的污染在南北方的表现还有一定的差别。南方雨水多,河水流量大,有限的地热水排入河水后,经河水稀释,对河水影响不明显;北方降水和地表水少,受污染程度高。利用地热水进行养殖鱼及鱼苗越冬,已有悠久历史,目前其範围和数量已越来越大。但是地热水含高氟的水质特性不容忽视。3、对人体健康的影响由于我国地热水氟含量高,氟病在我国是比较多见的地方性疾病。广东丰顺县有62.22%的氟病区分布在温泉地带。陶勇等的调查表明经常接触地热水的儿童,其唾液溶菌酶含量有所增加。长期接触地热水的工作人员皮肤刺痒和脱髮现象增多。杨明金等的研究表明长期接触含氟地热水的浴室工作人员,其白细胞均值明显低于一般浴室工作人员。因此开採地热水对人远期的健康影回响予以重视。4、热污染地热水具有较高的温度,如果未经利用和处理长期排放,其余热将给周边环境造成热污染。例如在我国西藏羊八井热田,由于弃水温度高达70℃～80℃,自1978年开始开採到1992年,在地热电站二分厂厂部附近约2000m的地面温度升至40℃～90℃ 。华北有些地区,如天津、河北雄县废水温度达40℃ 。这些尾水的排放,促使局部空气和水体的温度升高,改变了生态平衡,从而影响了环境和生物生长。民用存在的问题⑴根据国家《二次供水设施设计卫生要求》 GB17051-1997 和《生活饮用水集中式供水单位卫生规範》中的要求：“生活饮用水不得与非饮用水管道连线” 。但是部分家庭在装修中管道安装不合理，存在卫生间、厨房的热水管污染自来水的现象。⑵有些家庭直接用地热水漱口、刷牙、洗水果、蔬菜、碗筷，按照地热水砷含量计算，虽然有少量的砷可进入机体，短期不会影响健康。但长期如此，可能会带来一定影响。⑶个别人直接饮用地热水或用地热水做饭。总结地热水是宝贵的液态矿产资源，是一个较好的非饮用医疗矿水，有医疗保健价值。因为地热水更新周期很长，是短期难以恢复的，必须合理的开发使用，坚持可持续发展。