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《海南大学》 2012年
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天然橡胶加工废水农灌利用对土壤物理性质的影响研究

张旭  
【摘要】:天然橡胶是我国重要的战略物质,与石油、钢铁、煤炭并称为四大工业原料。但在橡胶产业蓬勃发展的同时,对生态环境造成的严重污染也不容忽视。在天然胶乳的加工过程中会产生大量的废水与废气,对这些污染物的治理技术难度较大,如若治理不好会对周边的自然环境造成严重的不良影响,也是天然橡胶产业发展的瓶颈。同时天然橡胶废水中含有的N、P、K、Ca、Mg、蛋白质等成分均属于对植物有益的物质,而且不含重金属(如Hg、Pb)等有毒有害物质,属于无毒有害可资源化利用的废水类型。国内外虽然早已有对天然橡胶加工废水资源化利用的研究,但均未就酸凝槽废水的施用对土壤物理性质的影响进行专题研究。 为合理利用酸凝槽废水资源,为天然橡胶加工废水处理技术的生态化改造及中水回用提供参考依据,本试验通过废水土柱灌注试验,模拟不同浓度下酸凝槽废水直接施用于不同质地土壤中的过程,探索不同浓度的酸凝槽废水在不同灌注次数下对土壤物理性质的影响。 研究得出主要结论如下: (1)对于土壤容重,酸凝槽废水原液灌注于粘壤土,土壤容重平均升高1.36%,稀释后酸凝槽废水短期灌注于粘壤土中则使土壤容重平均下降3.19%,对粘壤土容重的影响,30%浓度10%浓度50%浓度75%浓度废水原液,4~6次灌注1~3次灌注7~9次灌注。 对于砂壤土来说,酸凝槽废水原液施用于砂壤土,土壤容重在短期施用降低后随着灌注次数的增加而增大2.9%,稀释后酸凝槽废水灌注于砂壤土时在初期10%和30%两种低浓度废水变化趋势相同,均能使砂壤土容重下降,而中高浓度酸凝槽废水使土壤容重上升,对砂壤土容重的影响30%浓度≤10%浓度50%浓度75%浓度废水原液,4~6次灌注1~3次灌注7~9次灌注。 综合来看,对于土壤容重的影响稀释后酸凝槽废水要优于未稀释酸凝槽废水,对酸凝槽废水的承载能力砂壤土要优于粘壤土。 (2)对于土壤孔隙含量,未经稀释的酸凝槽废水灌注于粘壤土,毛管孔隙度平均降低了12.5%左右,说明未经稀释酸凝槽废水灌注于粘壤土会使粘壤土土壤结构遭到破坏,土壤颗粒间孔隙遭到堵塞而变小。对粘壤土孔隙含量的影响,30%浓度10%浓度50%浓度75%浓度废水原液,4~6次灌注≤1~3次灌注7~9次灌注。 对于砂壤上来说,毛管孔隙度在试验过程中变化量一直不大(相差2%以内),说明砂壤土对酸凝槽废水的承载能力优于粘壤土,但长期回灌仍使土壤出现板结。对砂壤土孔隙含量的影响,30%浓度75%浓度≤废水原液10%浓度≤50%浓度,4~6次灌注≤7-9次灌注1-3次灌注。 综合来看,对于土壤孔隙含量影响稀释后酸凝槽废水要优于未稀释酸凝槽废水,对酸凝槽废水的承载能力砂壤土要优于粘壤土。 (3)对于土壤亲水性,未稀释酸凝槽废水灌注于粘壤土中,毛管持水量平均降低了15%左右。但在试验过程中供试土壤出现明显斥水性,酸凝槽废水浓度对土壤亲水性并无明显影响,但灌注次数相对影响较大,其中对粘壤土亲水性,4-6次灌注≥1~3次灌注7-9次灌注。 对于砂壤土来说,毛管持水量在试验过程中变化量一直不大(相差2%以内),最大持水量也无明显的下降,表明酸凝槽废水在回灌过程中并未使砂壤土产生明显的斥水性,对砂壤土亲水性,30%浓度75%浓度≥废水原液10%浓度≥50%浓度,4-6次灌注≥7-9次灌注1~3次灌注。 综合(2)与(3)可以发现当酸凝槽废水浓度过低时,废水中含有的高分子有机物和无机物较少,无法与砂壤土土壤颗粒充分胶结,对土壤调控性能降低。说明一味降低酸凝槽废水的浓度并不能有效改善酸凝槽废水对砂壤土的影响,适当稀释过的酸凝槽废水在回灌过程中能有效改良砂壤土土质,可考虑将其作为针对砂壤土土壤改良剂或配制成液体肥进行资源化利用。 (4)对土壤水稳性团聚体,不同浓度酸凝槽废水在试验过程中使粘壤土水稳性团聚含量分别提高了32.21%~237.97%,平均升幅130%。是因为酸凝槽废水中高分子有机物在土壤颗粒表面形成网状膜,从而防止土壤细颗粒从团聚体中分散。土壤水稳性团聚体含量,10%浓度30%浓度50%浓度75%浓度废水原液,1~3次灌注4~6次灌注=7~9次灌注。 对砂壤土,试验过程中不同浓度酸凝槽废水使土壤水稳性团聚体含量提升了47.4%1~114.1%,其中10%浓度废水提升幅度最小,提升了47.4%,废水原液提升幅度最大,提升了114.1%。土壤水稳性团聚体含量,10%浓度30%浓度75%浓度50%浓度废水原液,1~3次灌注≤7~9次灌注4~6次灌注。 综合来说,土壤水稳性团聚体含量随着酸凝槽废水浓度的提高而增大,说明更多的高分子有机物能更好的与土壤颗粒进行胶结,但同时在试验后期土壤水稳性团聚体无明显变化,说明土壤达到对酸凝槽废水的承载上限。 (5)由土样水崩解试验可以看出,未经稀释酸凝槽废水长时间灌注于砂壤土后大量高分子物质在与土壤颗粒进行胶结后,继续发生沉聚反应,使得砂壤土土柱有效固结,放入水中72小时不崩解,这和未经稀释酸凝槽废水灌注于砂壤土所得数据相一致,可以考虑在后期试验中进一步研究酸凝槽废水对砂壤土水土保持能力,为酸凝槽废水直接资源化利用需找新的思路。
【学位授予单位】:海南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X131.3

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