地热资源是一种无污染、能够再生的清洁能源， 与传统能源相比，有着储量丰富、低碳以及环保等优势，但并不是取之不尽、用之不竭的，一旦过度开采， 就会造成地热资源的枯竭。地热资源在过分的开采后已经面临逐渐枯竭的危险，为了有效实现地热资源的可持续利用与发展，同时达到低碳、环保的目的，防止环境污染，目前最有效的技术措施就是采用地热回灌技术，其回灌系统水处理原理如图 1 所示。地热回灌技术主要有以下作用。
一是处理地热废水。地热废水一般温度较高， 其中含有较高的盐分，有很多有毒的化学物质，因此直接将地热废水排放到环境中可能会造成污染。
二是恢复地热井的热储能。在地热田中有部分热能是存储在内部的地热水中，地热水大部分都在岩石骨架中，如果人们把温度较低的水注入到地热井中， 经过地热井的加热，就会提高地热资源的利用率。
三是维持地热田的开采条件。地热资源开采过度就会导致整个热储能降低，一旦开采数量与补给数量失去平衡，就会使得整个地热资源的热储能逐渐降低， 甚至使其失去生产能力，最终导致整个地面的沉降。
图 1 回灌系统水处理原理
1 国内外地热回灌的发展现状
地热井尾水回灌技术是延长生产井寿命、保护地热资源、减少资源浪费的有效途径，在资源连续开发、减少环境污染等方面具有非常积极的意义。1969年，美国加利福尼亚州 Geysers 地热田的回灌项目揭开了地热回灌的大幕，但是研究发现，即使把全部开采的地热水资源回灌到热储中，也不能完全弥补开采造成的热储损失，人们必须考虑其他回灌方式来提高补充效率。从 20 世纪 80 年代以来，人们开始采用地表水进行引流回灌，利用污水回灌来提高地热田的发电能力。
法国是地热回灌技术最为成熟的国家之一，法国的地热资源基本上以中、低温度的地热资源为主， 其主要作用是供人们冬季取暖。法国地热水资源的盐分比较高，因此必须将利用过的地热水资源回灌到热储中，现在这一供暖系统仍在为当地的居民服务。
我国的地热回灌研究最早始于 1982 年初在北京的地热田东南部进行的回灌试验。2000 年，科学家在北京小汤山开展了地热回灌试验，经过一个采暖期并未发现技术性问题，这样就初步肯定了回灌的可行性。通过采取一系列资源整合和节能措施、加大地热井尾水的回灌力度，人们基本可以实现地热资源的可持续开发与利用，但是必须对相应的热储温度进行研究，防止大规模热回灌造成热度过量现象。
2 地热井尾水回灌技术及其应用效果研究进展
地热井在进行大量开采后，必然造成热储寿命的缩短，同时会造成地下水位下降，最终导致整个地面发生沉降。将利用后的地热水资源回灌到地热田中， 可有效缓解这种危机，减少地热水对地面水体的污染。
2.1 地热水的真空回灌
真空回灌是指在回灌的过程中保持整个管道处在真空的环境，同时使回灌井处于真空状态，防止空气中的杂质进入，如图 2 所示。真空回灌的基本原理是：在地下水位较低条件下，利用更具有密封装置的回灌井扬水时，泵管及水管内即充满水；当停泵时关闭控制阀和扬水阀后，由于水的重力作用，其随泵内水面下跌，泵内水面与控制阀区间即会产生真空，使泵内外水位产生 10 m 高的水头差；当开启水源阀门和控制阀门后，因真空虹吸作用，水就能进入泵内， 破坏原有的压力平衡，在井周围产生水力坡降，回灌水就能克服阻力向含水层中渗透。真空回灌时需要注意的几个问题：（1）进行回灌时，应该首先检查真空的密封的效果；（2）回灌的数量应该是出水量的一半左右，并且回灌的量应该从小到大进行；（3）必须要及时采取冲洗措施；（4）一定要保证回灌记录的完整性，做到有据可查；（5）在冬季进行作业时应该要做好管道的防冻措施，同时保证内部的储能水资源不受其他杂质污染。
