表4 水质检验结果与饮用天然矿泉水标准对比表
项目 单 位 度 度 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 标 准 ≤15 ≤5 无 无 0.20~5.0 0.20~5.0 0.20~5.0 ≥1.0 0.20~0.50 ≥25.0 ≥250 ≥1000 <1.0 <0.010 <0.05 <0.01 <0.001 <0.050 <2.00 ≤0.0050 ≤0.0020 ≤0.010 检验结果 DL 8 无 无 0.064 0.210 <DL 0.71 <0.05 135 16 911 <DL <DL <DL <DL <0.0002 <0.01 1.48 <0.007 <DL <DL 评 价 达 标 未达标 达 标 达 标 未达标 达 标 未达标 未达标 未达标 达 标 未达标 未达标 达 标 达 标 达 标 达 标 达 标 达 标 达 标 未达标 达 标 达 标 色度 浑浊度 臭和味 肉眼可见物 锂 锶 锌 溴化物 碘化物 偏硅酸 游离CO2 溶解性总固体 铜 镉 铬(六价) 铅 汞 银 氟化物 亚硝酸盐 挥发性酚 氰化物 感官要求
表5 水质检验结果与医疗矿水水质标准对比表
成 分 二氧化碳 氟 溴 碘 锶 铁 锂 锰 偏硅酸 偏磷酸 单 位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 有医疗价值浓度 250 1 5 1 10 10 1 1 25 5 ≥34℃ 矿水 浓度 250 2 5 1 10 10 1 1 25 5 矿化度 命名矿水浓度 1000 2 25 5 10 10 5 50 <1000mg/L 检验结果 16 1.48 0.71 <0.05 0.210 0.41 0.064 <DL 135 <0.1 65℃ 911mg/L 评 价 有医疗价值浓度 命名矿水浓度 淡温水 界限指标限量指标污染指标 温 度 腐蚀情况,根据拉申指数评价其腐蚀性。
计算公式:Li=(Cl+SO4)/ALK 式中:Li-拉申指数
Cl-热水中氯化物或卤化物浓度 SO4-热水中硫酸盐浓度
ALK-总碱度
此三项均以等当量的CaCO3(mg/L)表示。
Li=(Cl+SO4)/ALK=(136+1.48+0.05+0.71+97.6)/330.86 =0.71
经计算本区拉申指数为0.71。根据当地拉申指数评价热水腐蚀性标准,安国市地下热水拉申指数介于0.5~3之间,属于弱腐蚀性热水,利用过程中也应注意管道、利用设施的防腐蚀。
5.2.5取水可靠性与可行性分析
5.2.5.1水文地质条件和水量分析
本区地处华北冲洪积平原区之下的上第三系馆陶组热储层,地下热水经抽水试验和水质化验,水量、水温、水位稳定。
5.2.5.2 地下热水开发对地质环境影响分析
经实地调查了解和以往资料分析,本地未发生地质灾害,按本地地质地貌条件和地下水开发利用情况,地质灾害的形成、发育、成灾可能性较小,本地地质环境受论证开采井影响较小。
⑴. 地面沉降
地面沉降是一个区域性的问题,过量的开采第四系松散层的浅层
地下水是造成地面沉降的主要原因。第三系地层因压实程度高,含水层孔隙度较小,其地下水开采对地面沉降影响相对较小,据有关资料,天津塘沽地区开采第三系地下水造成的地面沉降占总沉降的10%左右,地下水年压力降2.50m时引起的沉降为2~4mm,考虑到华北平原地层为冲洪积成因,其结构比天津湖相沉积地层密实程度高,因此,抽取地下热水引起的地面沉降很小。
在地下水开发利用后,应做好监测工作,以利于保护环境。在将来技术成熟、经济允许的情况下,可考虑钻凿回灌井,将地热尾水进行回灌。
⑵. 热废水排放对环境的影响
本区地下热水井口温度65℃,通过输水管道及利用系统(如供暖、洗浴)后,弃水温度一般低于35℃,且直接排放于地下暗道与其它污水混流,从而达到了降低温度的效果,因此,其余热不会对环境产生热污染。
根据《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表1的最高允许排放浓度,本井地热水中有害成分含量均小于最高允许排放浓度,故本井热废水排放不会对环境产生不良影响,水质检测结果与污水排放标准对照表见表6。
总之,地热水与其他能源(煤、石油等)相比,地热水资源对环境的影响是非常小的,具有其它能源无法比拟的优越性。
5.2.5.3 应加强地下热水本身的卫生防护,防止地下热水污染,保障供暖的条件。
表6 水质检测结果与污水排放标准对照表 成分 PH值 汞 镉 砷 六价铬 铅 铜 锌 锰 氟化物 氰化物 挥发性酚类 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 标准 6~9 ≤0.05 ≤0.01 ≤0. 5 ≤0. 5 ≤1.0 ≤0. 5 ≤2.0 ≤2.0 ≤10 ≤0. 5 ≤0. 5 检测结果 8.5 <0.0002 <DL <0.0056 <DL <DL <DL <DL <DL 1.48 <DL <DL 5.3 开发利用方案及效益分析
5.3.1 热水井供暖面积计算
论证兴安小区地热1#井出水温度65℃,可直接用于采暖。按照单井开采量1920m3/d,井口温度65℃,利用至25℃排放计算供暖面积。
采用公式:F=Qc·C·(tr-to)/B 式中:
F-供暖面积,单位:m3;
Qc-热水井可开采量,m3/h,取80m3/h(1920m3/d); C-热水平均热容量,取4.1868×103KJ/m3·℃; tr-入水温度,单位:℃;取井口温度65℃; to-回水温度,单位:℃;取25℃;
B-采暖指标,地板采暖指标取103KJ/h·m2。 F=Qc·C·(tr-to)/B
=80×4.1868×103×(65-25)/103 =13×104 m2
论证地热井单井供暖面积为13×104 m2。
5.3.2经济效益分析
通过投资回收期分析,对投资锅炉与投资地热井进行对比,在供热相同的情况下,投资方案基本数据见表7。
表7 投资方案基本数据表 项目 方案 地热井(A) 初始投资 (万元) 159.3 年收益 (万元) 113.8 年费用 (万元) 56.9 寿命 (年) 30年以上 8 残值 (万元) 0 0 锅炉房(B) 80 113.8 91.04 422备注:供水面积13×10 m,按10元/ m收取取暖费。 2地热井投资方案(A)年费用包括水资源费、电费、人工费、维修费、管理费等,根据经验供暖成本可按5元/ m计。锅炉房投资方案(B)年费用包括燃煤费、电费、人工费、维修费、管理费等,若间断性供暖成本为85元/ m2,若连续性供暖成本为30元/ m,本计算按间断性供暖考虑。 2Td=[-lg(1-Io×i/R)/lg(1+i)] 式中:
Td-动态投资回收期(单位:元。); Io-初始投资(单位:元。); R-年净收益(单位:元。); i-折现率,取10%。 在地热井项目投资中: Td地热井=[-lg(1-Io×i/R)/lg(1+i)]
=[-lg(1-159.3×10%/56.9)/lg(1+10%)] =3.5年