地源热泵作为缓解传统能源压力的新技术,得到了大力的推广,但在实际工程中存在着回灌堵塞这一重要难题。本文通过对地下水源热泵回灌堵塞规律的研究,探讨了地下水源热泵回灌堵塞规律,为今后地下水源热泵回灌堵塞的防治方法提供理论基础,对解决地下水源热泵回灌堵塞问题有重要意义。本研究在滑翔医院地下水源热泵实地考察的基础上,模拟室内地下水源热泵回灌平台,通过设计对比实验,探究不同井壁材质和不同铁、锰离子浓度对地下水源热泵回灌堵塞的影响规律。本文结合微生物营养物质迁移降解模型、微生物生长与衰亡模型、孔隙率变化模型和渗透系数变化模型,建立符合本实验条件的生物堵塞预测数学模型,预测地下水源热泵回灌堵塞的发展趋势,分析了地下水源热泵堵塞情况。主要研究成果如下:(1)通过设置5种不同材质浸泡对比实验结果分析可知,熟铁相对其他材质更容易被腐蚀,有利于微生物附着在铁上,从而便于微生物的生长繁殖,更有利于后续实验的展开。(2)根据不同铁离子浓度对地下水源热泵回灌堵塞规律的研究结果分析可知,随着实验时间的增加,各砂箱水通量和渗透系数都逐渐下降,20mg/L浓度铁离子的水通量和渗透系数下降百分比最大,同时在相同浓度下,18cm处的出水口的水通量和渗透系数下降百分比最大。通过平板计数方法测定砂箱内不同深度的微生物生长数量可知,12-18cm处的微生物数量较多,由于微生物在生长过程中会产生代谢产物和气体等物质,同时随着微生物量的不断增加也会形成生物膜,堵塞多孔介质孔隙,形成生物堵塞。因此微生物数量的增加,会加快生物堵塞的速度。(3)根据不同锰离子浓度对地下水源热泵回灌堵塞规律的研究结果分析可知,随着实验时间的增加,各砂箱水通量和渗透系数都逐渐下降,5mg/L浓度锰离子的水通量和渗透系数下降百分比最大,同时在相同浓度下,18cm处的出水口的水通量和渗透系数下降百分比最大。通过平板计数方法测定砂箱内不同深度的微生物生长数量可知,12-18cm处的微生物数量较多,同时锰离子浓度越高,微生物数量越少,可以说明高浓度的锰对微生物具有一定的毒害作用,会抑制微生物的生长繁殖。(4)基于铁、锰离子浓度对地下水源热泵生物回灌堵塞规律的研究实验数据,根据微生物生长与衰亡、营养物质降解、孔隙率-渗透系数关系理论,根据砂箱渗流实验的水动力条件和定解条件,建立一维砂箱回灌生物堵塞预测模型,通过COMSOLMultiphysics软件数值模拟,结果表明实测值与模拟值基本吻合,因此该组合模型基本可以模拟本实验渗透性变化,从而为预测滑翔医院地区地下水源热泵回灌堵塞提供了一定的理论依据。