一、化學(xué)需氧量COD (Chemical oxygen demond)：

指水體中被氧化的物質(zhì)在規(guī)定條件下進(jìn)行化學(xué)氧化過(guò)程中所消耗氧化劑的量，以每升水樣消耗氧的毫克數(shù)表示。COD測(cè)試是一個(gè)氧化還原過(guò)程。這樣，一些還原物質(zhì)如硫化物、亞硫酸鹽和亞鐵離子將被氧化，并記作COD，而NH3-N在COD的測(cè)試中不被氧化。 

當(dāng)前測(cè)定COD常用的方法有：

a）CODMn：采用0.01NKMnO4溶液為氧化劑，一般用于測(cè)定清潔水樣 。

b）重鉻酸鉀法CODCr：以0.25NK2CrO7液為氧化劑，同時(shí)采用銀鹽作為催化劑，此法的氧化程度較前者為大，用于污染嚴(yán)重及工業(yè)廢水的水樣。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定，化學(xué)需氧量指CODCr，而CODMn為高錳酸鹽指數(shù)。

二、生化需氧量（BOD） (biochemical oxygen demand)

在人工控制的條件下，使水樣中的有機(jī)物在微生物作用下進(jìn)行生物氧化，在一定時(shí)間內(nèi)所消耗的溶解氧的數(shù)量，可以間接地反映出有機(jī)物的含量，這種水質(zhì)指標(biāo)稱為生物化學(xué)需氧量。以每升水消耗氧的毫克數(shù)表示（mg/L）。

生化需氧量越高，表示水中耗氧有機(jī)污染越重。通常情況下，水體中的BOD＜1mg/l表示水體清潔，BOD＞3~4mg/l則表示已受到有機(jī)物的污染。

由于微生物分解有機(jī)物是一個(gè)緩慢的過(guò)程，通常微生物將耗氧有機(jī)物全部分解需20天以上，并與環(huán)境溫度有關(guān)。生化需氧量的測(cè)定常采用經(jīng)驗(yàn)方法，目前國(guó)內(nèi)外普遍采用在20℃條件下培養(yǎng)5天的生物化學(xué)過(guò)程需要氧的量為指標(biāo)，記為BOD5。

1、BOD與時(shí)間的關(guān)系

在去除有機(jī)物的反應(yīng)上，它們基本上符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，即有機(jī)物濃度降低的速度同某一時(shí)間剩余有機(jī)物的濃度成正比：

BOD測(cè)試得到的需氧量是以下各量的總和。

（1）廢水中有機(jī)物用于合成新的微生物細(xì)胞所需要的氧量。

（2）微生物細(xì)胞的內(nèi)源呼吸需氧量。

有機(jī)污染物的生物化學(xué)氧化作用分為兩個(gè)階段完成：

耗氧有機(jī)物在水溫20℃時(shí)的累積耗氧曲線，在這條曲線的中部出現(xiàn)變化，這是由于有機(jī)物中含碳化合物先發(fā)生氧化分解，而后含氮化合物發(fā)生分解所致。曲線前半部稱為第一階段BOD，或稱碳化階段；曲線后半部稱為第二階段BOD，或稱氮化階段或硝化階段。通常測(cè)定的BOD5，往往只是反映一階BOD，因?yàn)閺牡谝浑A段反應(yīng)結(jié)束到第二階段反應(yīng)開始約需10—14天。

第一階段：主要是有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的二氧化碳、水和氨等，反應(yīng)式：

RCH（NH2）COOH+O2=RCOOH+CO2+NH3

第二階段：主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，反應(yīng)式：2NH3+3O2=2HNO3+2H2O

2HNO2+O2=2HNO3 當(dāng)延長(zhǎng)圖a的第一階段反應(yīng)曲線，其趨于一定值。該值被稱為第一階段的最終BOD，或稱最終生化耗氧量（UOD或BODu）。 

當(dāng)把圖a作一變換畫成圖b， BODu即為L(zhǎng)o，它隨著時(shí)間的推移而降低，其與河流中所測(cè)的BOD衰減過(guò)程是一致的。（備注：大部分污染物在水體中遷移和轉(zhuǎn)化的同時(shí)發(fā)生衰減變化。水中污染物經(jīng)轉(zhuǎn)化、衰減而降低，同時(shí)水體恢復(fù)清凈，由此構(gòu)成水體的自凈過(guò)程。）

2、與菌種及水質(zhì)的關(guān)系

許多工業(yè)廢水很難氧化，處理這些廢水往往需要適應(yīng)這些特種廢水的菌種，如水中不存在此類，則BOD就有滯后期。此時(shí)，會(huì)得到錯(cuò)誤的5天BOD值。曲線A是正常BOD曲線，曲線B是對(duì)污水馴化較慢的代表性曲線，曲線C和曲線D是未加馴化菌種或有毒物廢水曲線的特征。

結(jié)構(gòu)特征對(duì)生物馴化的影響

①含羧基、羥基和酯基的脂肪族化合物易于馴化(小于4天即可馴化）；

②含羰基和雙鍵的有毒化合物馴化時(shí)間為7～10天，且對(duì)未馴化的乙酸菌有毒；

③氨基功能團(tuán)馴化困難并且分解慢；

④雙羧基基團(tuán)比起單羧基基團(tuán)，其菌種馴化時(shí)間長(zhǎng)；

⑤功能團(tuán)的位置影響使馴化周期滯后：

正丁醇4天；仲丁醇14天； 叔丁醇不被馴化；

三、理論COD（THOD）、TOC的計(jì)算

對(duì)含有某一特定有機(jī)化合物的廢水來(lái)說(shuō)，THOD (The theoretical oxygen demand，理論耗氧量）可通過(guò)氧化有機(jī)物變成最終產(chǎn)物所需的氧來(lái)計(jì)算獲得。例如對(duì)于葡萄糖：

對(duì)于大多數(shù)有機(jī)化合物（除含芳烴和氮化合物以外），其COD值等于THOD值。對(duì)于易降解的廢水，例如奶制品廠的廢水，其COD值等于BOD最終/0.92。當(dāng)廢水同時(shí)含有不易分解的有機(jī)物時(shí)，那么總COD與BOD最終/0.92之間的差表明存在不易分解的有機(jī)含量。

當(dāng)鑒別化合物時(shí)，可通過(guò)碳一氧平衡建立TOC與COD的相關(guān)關(guān)系

注：根據(jù)有機(jī)物種類不同，COD/TOC比值的變化很大，從不能被重鉻酸鉀氧化的有機(jī)物到甲烷，COD/TOC的比值可由0變化到5.33。由于生物氧化期間的有機(jī)質(zhì)含量變化，COD/TOC的比值也變化。

四、BOD與COD的關(guān)系

由于BOD與COD在測(cè)定過(guò)程中的差異，因此人們常用兩者之間的比值來(lái)獲取一定有用的信息，如廢水的可生化性問(wèn)題；但需注意的是COD測(cè)試測(cè)定的是可在酸性條件下被重鉻酸鉀氧化的廢水中有機(jī)物的總量。當(dāng)采用硫酸銀作催化劑時(shí)，大多數(shù)有機(jī)化合物的回收率可超過(guò)92％。然而，一些芳烴化合物如甲苯僅部分氧化。實(shí)際上，由于COD反映的幾乎全部有機(jī)化合物中很多是部分生物降解甚至完全不降解的，因此只有在對(duì)易生物降解有機(jī)物（如糖類）的情況下，COD才與BOD成正比。

由于未處理廢水和處理過(guò)的出水5天的BOD值的總耗氧量顯示不同的比例，因此常用BOD與COD的比值(BOD/COD)來(lái)比較處理過(guò)的出水與未處理廢水。在BOD試驗(yàn)中，當(dāng)廢水中有機(jī)懸浮顆粒物慢慢地生物降解時(shí)，BOD與COD間不存在相關(guān)性。因此，應(yīng)該采用已過(guò)濾或可溶性的樣品來(lái)做試驗(yàn)。造紙廠廢水中的紙漿和纖維廢水就是其中的一個(gè)例子。在含有難降解物如ABS的復(fù)雜廢污水中，BOD和COD之間也沒(méi)有相關(guān)性。為此，處理過(guò)的出水幾乎不含BOD，而僅含有COD。

在生物處理過(guò)程中，難降解物質(zhì)會(huì)逐步累積，這些物質(zhì)包括廢水中有機(jī)物、生物氧化的副產(chǎn)物和內(nèi)源代謝的產(chǎn)物，可稱為SMP (Soluble microbial products,可溶性微生物產(chǎn)物）。因此，通過(guò)生物處理出水的COD值將受廢水中難降解有機(jī)物的影響而增高。

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