潘 俊,宋佳蓉,王昭怡,杜晓宇,皮 尧,穆怡陶(沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁 沈阳 110168)

地下水人工回灌是增加地下水资源、防止地面沉降和供热制冷,减小能源消耗的技术。人工回灌技术的关键难题是解决回灌过程中的堵塞问题[1]。研究堵塞机理和堵塞造成的渗流规律是解决由回灌堵塞导致的人工回灌效率的下降及回灌设备寿命降低的前提[2]。

回灌堵塞主要由含水介质的渗透能力降低及气阻导致的回灌水难以灌入造成的。根据堵塞成因不同,地下水源热泵堵塞一般分为物理堵塞、化学堵塞和生物堵塞[3]。而由于回灌水中含微生物种类较多,与当地水质相关性大,导致堵塞的机理复杂,研究较少。已有研究表明,在微生物导致的堵塞中,引起介质的渗透性能降低主要由微生物本身和微生物分泌于体外的一些高分子聚合物以及生物化学作用下生成的不溶性固体[4]占据了含水介质的孔隙通道和孔喉处的累积造成[5]。随着非饱和理论的发展,导气率和渗透性关系密切[6],气阻导致的回灌水难以灌入则是由一部分产气菌在代谢过程中产气造成[7]。二价铁离子浓度为0.3～0.4mg/L时,堵塞发生迅速[8],在铁离子含量较高地区,潘俊等指出好氧铁细菌(FB)可促进铁的氧化作用[9],使铁氧化的速率提升数倍[10]。Gu B在渗透性反应墙内发现了大量的厌氧硫酸盐还原菌(SRB)[11]。多数研究均在堵塞发生处发现了大量的SRB及FB,但对两种细菌造成堵塞的机理及渗流规律及应用在水源热泵的回灌堵塞过程中的研究较少。……