一、什么是色度？

色度(chromaticity)即水的顏色，是指水中的溶解性物質或膠體狀物質所呈現(xiàn)的類黃色乃至黃褐色的程度。水的色度分為表色和真色兩種。表色是指沒有除去懸浮物的水所具有的顏色，包括由溶解性物質和不溶解性懸浮物質產生的顏色。真色是指除去懸浮物后水的顏色，僅由溶解性有色物質所產生。清潔或濁度很低的水，其真色和表色相近；著色很深、懸浮物較多的工業(yè)廢水、生活污水二者差別較大。水質理化檢驗通常只測定真色。

潔凈的天然水，在水層淺時為無色透明，深時為淺藍或淺綠色。天然水經常呈現(xiàn)不同的顏色是水中有機物的分解和含有無機物造成的，最常見的是天然有機物分解產生的有機絡合物的顏色。例如，植物性有機物溶于水中，會使水呈現(xiàn)淡黃色，甚至棕黃色；含高鐵化合物的水呈黃色；水中硫化氫被氧化析出硫，可使水呈淡藍色；某些沼澤水，由于植物中含單寧酸和沒食子酸與鐵化合成鐵鹽而呈現(xiàn)黑色；水中大量藻類存在時會因藻類的種類而呈現(xiàn)不同的顏色，如小球藻使水呈綠色，硅藻呈棕綠色，甲藻呈暗褐色，藍綠藻呈綠寶石色；受工業(yè)廢水污染的水體，可呈現(xiàn)該工業(yè)廢水特有的顏色。

水有顏色，則標志著水受污染，有色的水，影響人的心理，使飲用者產生不愉快感；也使水的透明度降低，影響工業(yè)用水，使一些輕工業(yè)產品如造紙、紡織等產品質量降低。

色度是主要的污染指標之一，一些國家的水質標準，要求色度在5～20度之間。我國水質衛(wèi)生標準規(guī)定，生活飲用水的色度不超過15度。污水排放色度指標如下：

二、色度的測定方法

色度的測定方法有鉑-鈷標準比色法、鉻-鈷比色法和稀釋倍數(shù)法。中國《生活飲用水標準檢驗方法-感官性狀和物理指標》(GB/T5750.4-2006)規(guī)定鉑-鈷標準比色法為生活飲用水標準檢測方法，適用于清潔水、輕度污染并略帶黃色色調的水，如地面水、地下水和生活飲用水等；鉻-鈷比色法是鉑-鈷標準比色法的替代方法，經濟實用，無氯鉑酸鉀時可采用鉻-鈷比色法；稀釋倍數(shù)法是環(huán)境水質檢測標準方法，適用于污染較嚴重的地面水和工業(yè)廢水。

1、鉑-鈷標準比色法

該法利用氯鉑酸鉀和氯化鈷配成與天然水黃色色調相似的標準色列，與水樣進行目視比色測定。規(guī)定1L水中含有1mg鉑[以(PtC16)2-形式存在]和0.5mg鈷時所具有的顏色為一個色度單位，即1度。

首先配制鉑-鈷標準溶液：稱取氯鉑酸鉀1.2468(K2PtC16，相當于500mg鉑)和干燥的氯化鈷1.000g(COC12·6H2O，相當于250mg鈷)，溶于100m1純水中，加入100m1 HCl，用純水定容至1000ml，該標準溶液的色度為500度。然后配制標準色列，分別取該溶液適量體積于規(guī)格為50ml的成套高型無色具塞比色管中，加純水至刻度，搖勻，配制成色度為0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50度的標準色列。取50ml水樣于比色管中，將水樣與標準色列進行比較，以確定水樣的色度。如水樣色度過高，可吸取少量水樣，加純水稀釋后比色，將結果乘以稀釋倍數(shù)。

本法最低檢測色度為5度，測定范圍為5～50度。如果水樣與標準色列的色調不一致，即為異色，可用文字描述。

2、鉻-鈷比色法

稱取重鉻酸鉀(K2Cr2O7)0.0437g和硫酸鈷(CoSO4·7H2O)1.000g溶于少量純水中，加入0.5 ml H2SO4,混勻后用純水定容至500ml，此標準溶液色度也為500度。測定水樣時，除了用稀鹽酸(1+1000)代替純水稀釋標準色列外，其余與鉑鈷比色法相同。本法最低檢測色度和測定范圍與上法相同。

3、稀釋倍數(shù)法

測定工業(yè)廢水或受工業(yè)廢水污染的水源水時，由于色調復雜，無法用鉑-鈷或鉻-鈷比色法進行測定時，一般采用稀釋倍數(shù)法進行測定。

用目視比色法，將水樣用高純水稀釋，同時與高純水相比較，以剛好看不見顏色時的稀釋倍數(shù)來表達水樣顏色的強度，并觀察水樣顏色，用紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等文字描述。以稀釋倍數(shù)值和文字描述相結合表達結果。

測定時首先觀察水樣顏色，并用文字描述。再根據(jù)色度的大小，取一定體積的水樣，以高純水作對照，將水樣用高純水成倍數(shù)地稀釋，直至剛好看不見水樣的顏色，記錄此時的稀釋倍數(shù)值。

注意事項：

1）無論用鉑-鈷比色法還是用鉻-鈷比色法測定，均只能測定黃色色調的水樣。清潔水樣可直接取樣測定，渾濁水樣應離心分離懸浮物或靜置澄清數(shù)小時后，吸取上層澄清水樣檢驗。不可用濾紙過濾，因為濾紙能吸附部分有色物質，而使色度降低。若水樣所含顆粒太細，用離心的方法不容易將懸浮物質除去時，可只測定水樣的表色，在報告上注明；

2）鉑-鈷標準比色法操作簡便、色度穩(wěn)定，如標準色列保存適宜，可長期使用。但氯鉑酸鉀比較貴，大量使用不經濟。鉻-鈷比色法用重鉻酸鉀和硫酸鈷做標準，試劑便宜易得，精密度和準確度與鉑-鈷標準比色法相同，但標準色列保存時間較短；

3）稀釋倍數(shù)法也可以參照嗅閾值的測定及計算方法，做任意稀釋倍數(shù)的測定；

4）PH對色度有較大影響，在測定色度的同時應測定水樣的pH。報告色度的同時，也應報告pH。

三、污水出水色度超標的原因

天然水一般呈現(xiàn)淺黃、淺褐或黃綠色，這些顏色主要是動植物死亡、腐化于水中所引起的，主要含有機物、無機物。而工業(yè)廢水或生活污水中的色度則更多的是由于水中存在帶色物質所引起的。特別是染料廢水，由水中的可溶性、非可溶性色素在水中分散而使水質呈現(xiàn)所帶色素顏色。另外水中存在金屬等帶色物質都可能使廢水呈現(xiàn)該金屬顏色。這些廢水的顏色由所含污染物的量決定的色度高低。

幾種典型的污水色度的機理

1. 染料污水生化后發(fā)色機理

染料廢水的顏色取決于其分子結構。按Wiff發(fā)色基團學說, 染料分子的發(fā)色體中不飽和共軛鏈( 如- C= C- 、- N = N - 、- N = O）的一端與含有供電子基(如- OH、- NH2)或吸收電子基(如- NO2、＞C = O ) 的基團相連, 另一端與電性相反的基團相連?；衔锓肿游樟艘欢úㄩL的光量子的能量后, 發(fā)生極化并產生偶極矩, 使價電子在不同能級間躍遷而形成不同的顏色。

一般來說, 染料分子結構中共軛鏈越長, 顏色越深; 苯環(huán)增加, 顏色加深; 分子量增加, 特別是共軛雙鍵數(shù)增加，顏色加深。而生化無法將其破鏈破環(huán)所以導致顯色基團隨水流出。

2.一般污水生化后發(fā)色機理

發(fā)色物質中不帶苯環(huán)的碳氧化合物(如羧酸、酯、酮和醛等)、芳香族化合物和含氮碳氧化物含量較多。它們的分子結構中含有烯鍵、羧基、酰胺基、磺酰胺基、羰基、硝基等生色團，并且含有-NH2、-NHR、-NR2、-OR、-OH、-SH等助色團。它們之間相互作用。造成生化出水色度仍然很高。

此外。這些基團又都是極性的。使出水中有機物易溶于水。在水中發(fā)生高度的分散作用，從而生成難于脫色的水溶液或膠體溶液。

3. 煤氣化廢水發(fā)色的機理

煤氣化廢水經生化處理后又存在色度很高的特點。因含各種生色團和助色團的有機物，如3-甲基-1,3,6庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羥基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺酰基-4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1,8-二胺等。

四、污水脫色技術的匯總

從目前應用的廢水處理技術上看，能有效去除廢水色度的方法有吸附法、混凝法、生物法、膜分離法、化學氧化法以及電絮凝法等。

1、吸附脫色

吸附脫色技術是依靠吸附劑的吸附作用來脫除色度。通常采用的吸附劑包括可再生吸附劑如活性碳 、離子交換纖維等和不可再生吸附劑如各種天然礦物(膨潤土、硅藻土)、工業(yè)廢料(煤渣、粉煤灰)及天然廢料(木炭、鋸屑)等。目前用于吸附脫色的吸附劑主要靠物理吸附，但離子交換纖維、改性膨潤土等也有化學吸附作用。

2、絮凝脫色

混凝脫色是利用絮凝劑絮凝廢水中的成色物質沉淀而進行脫色。

絮凝脫色技術，投資費用低，設備占地少，處理量大，是一種被普遍采用的脫色技術。

無機混凝劑包括金屬鹽類和無機高分子絮凝劑。廣泛使用的金屬鹽類有鋁鹽和鐵鹽;無機高分子絮凝劑是在傳統(tǒng)的金屬鹽絮凝劑的基礎上發(fā)展起來的一類新型水處理藥劑，具有適應性強、無毒，并可成倍提高效能而相對價廉等優(yōu)勢，受到了迅速發(fā)展和廣泛應用。

有機高分子絮凝劑,聚丙烯酰胺(PAM)的應用最多，它有非離子型、陽離子型和陰離子型三種。

3、氧化法脫色

包括化學氧化、光催化氧化和超聲波氧化。雖然具體工藝不同，但脫色機制卻是相同的?；瘜W氧化是目前研究較為成熟的方法。氧化劑一般采用Fenton試劑(Fe2+-H2O2)、臭氧、氯氣、次氯酸鈉等?；瘜W氧化法脫色是指用氯、ClO2、O3、H2O2、HClO4及次氯酸鹽等的氧化性，在一定條件下使廢水中的發(fā)色基團發(fā)生斷裂或改變其化學結構，從而達到廢水脫色的目的。

4、生物法脫色

生物法脫色是利用微生物酶來氧化或還原有色分子，破壞其不飽和鍵及發(fā)色基團來達到脫色目的。

5、電化學法脫色

電化學法是通過電極反應使廢水得到凈化。根據(jù)電極反應方式劃分，電化學方法可細分為內電解法、電絮凝和電氣浮法、電氧化法。最著名的內電解法是鐵屑法。

6、膜分離法脫色

在廢水處理領域中，膜分離法是用人工合成或天然的高分子薄膜，以外界能量或化學位差為推動力，對水中污染物進行選擇性分離，從而使廢水得到凈化的技術。

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