一、什么是色度？

色度(chromaticity)即水的顏色，是指水中的溶解性物質(zhì)或膠體狀物質(zhì)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(zhì)和不溶解性懸浮物質(zhì)產(chǎn)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(zhì)所產(chǎn)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(zhì)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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品如造紙、紡織等產(chǎn)品質(zhì)量降低。

色度是主要的污染指標之一，一些國家的水質(zhì)標準，要求色度在5～20度之間。我國水質(zhì)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(diào)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(jīng)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(zhì)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(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(zhì)，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(zhì)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(jīng)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(zhì)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(zhì)呈現(xiàn)所帶色素顏色。另外水中存在金屬等帶色物質(zhì)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。化合物分子吸收了一定波長的光量子的能量后, 發(fā)生極化并產(chǎn)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(zhì)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(jīng)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(zhì)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。化學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。化學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(nèi)電解法、電絮凝和電氣浮法、電氧化法。最著名的內(nèi)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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