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地下灌注与控制技术(简称UIC)

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学社博客 发表于 2019-8-20 13:25 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
地下灌注与控制技术(简称UIC),是通过深井将污染物等物质注入地下多孔岩石或土壤中的一种技术,该技术利用深层地质环境来雪藏污染物,确保污染物不进入生物圈的物质循环。该技术充分利用了地球地质结构的特点,将污染物通过高压深井灌注到地层深处,由于地层深处与浅表地下水层之间有多个隔离岩层,只要无法发生物质交换,那么被灌注的污水就不会污染到可能被人类使用的地下水。4 b7 r! C( d, m2tech.cn

( {6 t! S& ~  k  G2 o1 M, ^; I0 F>>>>美国地下灌注井有六类9 d/ f+ o3 Y4 t' z$ S. @5 {2tech.cn

9 l' P$ l9 \4 V4 O2 o+ j! E" B        美国环保署在《地下灌注技术规范》文档中对六类井做了分级。
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  U2 b8 S! l' |# v, |  l; l        第一类井目前有680口,用于灌注有害废液(含炼油、金属生产、化工生产、制药等产生的废液)、工业无害废液或市政废水等,根据灌注物种类,本类井具体分为4种:有害废水井、无害工业废水井、市政废水处理井和辐射性废水井。本类井的深度最浅为1700英尺(518米),保证在饮用水地层之下,最深达10000英尺(3048米)。$ y0 G! C/ I  \# W1 [' o2tech.cn

& P) k* L+ u$ B) P$ h5 Q3 F        第二类井有172068口,用于灌注石油天然气开采过程中产生的废液,本类井的深度一般是到储油层。现代石油天然气生产过程中产生的盐水等废液数量惊人,如果冒出地面对环境危害非常大。每天,美国因石油天然气开采产生的废液有20亿加仑(约75.7亿升)被灌注到本类井中。0 F- U- l. b: j! s) C' p6 M2tech.cn
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        第三类井有22131口,用于灌注液体提取铀、盐、铜、硫等资源,因此本类井的深度一般是到矿脉深度。在美国,一半以上的盐是用清水注入地下再抽回地面开采出来的;80%的铀是用碱液注入铀矿脉后抽回表面,再将铀分离出来的。
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2 f0 q2 ]0 I) U1 h9 x# G5 I: k% U        第四类井目前约有33口,最初用于将有害或辐射性废水灌注到最低可饮用含水层之上,因此属于浅井。由于其可能危害饮用水,美国环保署1984年禁止此类井再用于灌注有害或辐射性废水。如今此类井只用于地下水净化,即抽出井下被污染的可饮用地下水,尽可能将污染物清除后再回灌到原地层中,如此反复操作直到水质达标。( {* V5 J+ Q+ N: U3 u7 R( U! F2tech.cn
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        第五类井估计有65万口,用于灌注无害废水到饮用水地层之上的区域,如果管理不善,会威胁饮用水源头,从井深上看也是浅井。本类井大部分用来向地下灌注人类生活中产生的无害废水,如暴雨排水井,生活污水池等,有少数用于灌注工业设施产生的无害废水。但第五类井经过检验已经被污染,那么就要归入第四类井。
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) O* D6 `* h7 T/ z  z6 Y        第六类井属于试验性质的深井,用于向地层深处灌注二氧化碳以控制温室效应,也就是大家常说的碳埋存。此类井是为2010年8月奥巴马政府提出的《机构间碳捕获和储存特别工作组》而准备的,旨在实现二氧化碳的捕获、压缩、运输和永久储存。预计到2016年会有6到10口此类井投入商业运营。
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0 g! p$ Y1 `4 H0 H9 w>>>>灌注井建造要求高
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        灌注井的建造要求是很高的,可以用“层层加套”来形容其基本结构。2 Z2 u& Y& O( ~* U: L2tech.cn

7 X& T3 e$ ~/ w8 x8 F; q; X        首先,打通一个竖井到灌注层深度,插一根很结实的钢管,钢管外面灌水泥;接着,在钢管内再往下打一口直径小一点的竖井,插进一根细一些的管子,外围也灌上水泥;井的末端开有孔,可以让废液泄出;然后在这个井里面插一根耐腐蚀的管子,在它和外面的管子之间灌有非腐蚀性的液体,又加上一层隔离措施;最后在地面上修一个灌注站。如此重重密封之下,方可保证灌注过程中没有废液渗出。$ N+ f* S0 J* O# `2tech.cn
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        灌注井的施工建设有很多注意事项,其一是选址很苛刻,既要地质结构简单,没有复杂断层和褶皱现象,又要地层结构稳定,地震活动少或受地震破坏影响小,同时又保证岩石矿物能与污水相容。其二是在灌注层选择上,井太深会提高灌注压力和成本,井太浅则会存在污染地下水的风险,所以需要达到足够的厚度,即必须位于地下含水层之下,而且其间有隔水层,并且具有足够的孔隙率去吸收和过滤污染物。
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>>>>地下排污后期危害
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8 q9 m- D& \7 e. ~6 i) y5 `       1、污水中的有害物质会一直沉淀在土壤底层中,而且长期无法根除,会影响农作物,人一旦食用了被污染的农作物将对人体产生直接影响。
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        2、影响居民饮用水。目前,我国华北西北东北均以地下水为主,山东淄博一带本身地下水层水质不好,水中氯化物、硫酸盐含量很高,水喝起来又苦又涩又咸,一旦确实存在这样的情况,当地的水质将十分堪忧。
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3 O: f7 i. {3 {* s9 ~        3、一些化工排污企业附近的癌症村,正是由于化工厂排放的污水中含有的氯化有机物,流入土壤,再通过种植庄稼,村民间接接触到氯化有机物,诱发癌症。0 g/ _* M+ r  B6 F2tech.cn

6 t- Y& A) Z, h! Q( M( z' q        4、化工厂原料中的内分泌干扰物将会通过农作物和饮用水,致新生儿畸形,影响儿童发育。  M" r- h# d- N$ U2tech.cn

' |) }, |/ H5 F9 Z  F>>>>专家说法3 {. |8 E/ T/ ^! K' f  m" I0 r2tech.cn

& g4 _  t2 b) V( R: p$ H       我国普遍采用的渗坑渗井排放和浅井水层排放,“深井灌注”这项创新技术已被许多国家采用,被证明是一种成熟、领先的污水、废液处理方式。美国在这方面动手最早。
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        深井灌注的优点是灌注液储存在深层地质层中,可以避免污染物进入生物圈循环系统,减轻对大气、水体和浅地层的环境压力,安全系数远远高于其他废弃物处置技术。
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        但是,深井灌注作为一种安全的地下排污方式,对地质条件、挖井深度以及深井的安全保护度要求极高,并且难以经受地壳运动的长期考验。: _" x& H$ X! B) M& p* f) H2tech.cn
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        首先,在灌注井选址上,既要地质结构简单,没有复杂断层、褶皱现象,又要地层结构稳定,地震活动少或受地震破坏影响小。
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        同时,又要保证岩石矿物能与污水相容,而能同时满足这些条件的地方不多,像日本这种处在板块连接处的国家就不适合进行深井灌注,而在中国则有不少适合的地方。(资料:中国的几大盆地,包括松嫩、松辽、华北、江汉盆地等,以及许多废弃的油气田地区等,都是很好的灌注地址)。
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( k# n# f( i, l! g' |" ?        对这种新型的地下排污方式,我国在技术层面上是基本可行的,但要完全做到安全的地下排污,还需建立相应的执行标准及监管措施。
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