生化需氧量 BOD 概述

BOD（Biochemical Oxygen Demand）——生化需氧量

在有氧条件下，由于微生物的作用，水中可以分解的有机物*氧化分解时所需要的溶解氧量，叫生化需氧量，用mg/L表示。

由于有机物的种类很多，欲测出其中各自的含量是办不到的，故常用BOD这个综合指标来表示。微生物分解有机物所消耗的氧量与有机物的浓度密切相关，有机物含量愈高，消耗的氧也就愈多，这就是用BOD值来间接反映有机物含量多少的根据。

*氧化分解污水中的有机物约需100天左右，而20天的BOD值十分接近*的BOD值（相差1%左右）。因此，常把20日BOD值（即BOD₂₀）当作*BOD值。但20日仍嫌太长，实际上采用5日BOD值，即BOD₅。

BOD₅与BOD₂₀相差较大，但就一般污水而言，二者存在比较固定的比值，如生活污水BOD₅：BOD₂₀=0.7。

COD（Chemical Oxygen Demand）——化学需氧量

在一定条件下，水中能被强氧化剂氧化的所有污染物质（包括有机物和无机物）的量，以氧的mg/L表示，叫化学需氧量。

有机物基本上属于还原性物质，能被化学氧化剂氧化。有机物愈多，消耗的氧化剂量也愈多，因此可以用消耗的氧化剂量（换算成O₂的mg/L）来间接反映有机物的含量。但有机物不是全部能被氧化的，如以醋酸为主的低级脂肪酸就几乎不能被氧化。此外，被氧化的污染物质还包括还原性的无机物——Fe^2＋、NO₂^－等。

COD的测定方法分铬法（以重铬酸钾做氧化剂）和锰法（以高锰酸钾做氧化剂）两种，分别记为COD_Cr和COD_Mn。

高锰酸钾法测定的结果受操作条件影响较大，且高锰酸钾溶液不稳定，对氧化程度也有影响，因而测定结果不能代表水中污染物质的确切含量。而重铬酸钾法则克服了上述缺陷，它具有更强的氧化能力，能将污水中绝大部分有机物和还原性无机物氧化。其溶液非常稳定。该法已被广泛采用。其与猛法之间的比值一般为：COD_Cr：COD_Mn=3：2。

由于BOD₅的测定比较麻烦，可以找出其与COD之间的相关关系，做出二者的相关曲线，这样，测出COD便可由相关曲线查出BOD₅值。但这种做法有一定局限性，因为BOD₅和COD的比值是随水质成份的变化而变化的。有些有毒物质BOD₅测不出来，COD却能测出；而某些羧基化合物易于在BOD₅中反映出来，而在COD中又反映不出，故对水质复杂，进水负荷波动频繁的生产工艺，其BOD₅与COD的相关关系不是固定不变的。但对试验用的配制污水和生产工艺稳定、进水负荷波动很小的污水，在一定时间内利用二者的相关曲线还是可行的。

TOC（Total Organic Carbon）——总有机碳

   污水中有机物含量的总和。它还包括了强氧化剂重铬酸钾难以氧化的有机物质，因此，它比COD_Cr在某种意义上更准确、全面。国外多采用TOC这个指标。其测定方法是将水样在高温下燃烧，有机碳则氧化为CO₂，测出所产生的CO₂量，便可求得水样的总有机碳（TOC）值，单位以碳的mg/L表示。在作该项分析时，须采取措施去除无机碳的干扰。总有机碳的测定已有仪器可供使用，其测定迅速，可在短时间内完成分析工作，但由于所需设备比较昂贵，目前国内尚不能普遍采用。

TOD（Total Oxygen Demand）——总需氧量

污水中耗氧物质除有机碳外，还包括氢、氮、硫等物质。总需氧量反映了污水中有机物和无机还原性物质的总和。由于在化学需氧量的测定中，重铬酸钾不能使吡啶、苯、氨等物质氧化，故在很多情况下，所测得的COD值一般仅为理论值的95%左右。因而，近年来出现了总需氧量的测定法。其表示在高温下燃烧化合物所耗去的氧量，以TOD表示，单位为氧的mg/L。TOD可用仪器测定，其测定迅速，可在几分钟内完成，且可自动化、连续化。便对某些有机物在这种条件下仍不能达到*氧化。

ThOD（Theoretical Oxygen Demand）——理论需氧量

    全部有机物质在被氧化成二氧化碳和水等稳定的无机物过程中所需氧量的计算值。理论需氧量是根据化学反应方程式来进行计算而获得的。欲计算废水的理论需氧量，就必须对废水进行全面的化学分析，而这在实际运用上是不太可能的，故很少被采纳。

UOD（Ultimate Oxygen Demand）——zui终需氧量

在BOD测定瓶中经长期培养后所能表示出来的耗氧量。由于一部分污染物质是难以被生物降解的，而且瓶中微生物的死骸也不能*被其他微生物所分解，因此UOD值较ThOD值为低。从理论上讲，只有经过无限长的时间后能够与ThOD值逐步接近。

DO（Dissolved Oxygen）——溶解氧

溶解于水中的氧量称为溶解氧。水中溶解氧的存在是污水生化处理中好气性微生物生长的必要条件之一。有机物的无机化过程主要靠活性污泥中好氧菌的生物降解作用来完成，因而对氧有一定要求。

水中溶解氧不足，则会因缺氧而造成污泥的厌氧分解、腐化，乃至上浮，影响生物处理效果。供氧过高则会造成污泥中有机成份的加速氧化，在负荷过低，这种过氧化又会使污泥的结构松散、老化，造成飘泥等现象。过量充氧对能源也是一种浪费。溶解氧的测定是生化处理操作管理中的重要环节之一，一般应将出水溶解氧控制在1～2mg/L左右。

MLSS（Mixed Liquor Suspended Solid）——混合液悬浮固体

     它表示1升混合液中活性污泥的毫克数（mg/L）。即每升混合液中所含干污泥（包括有机物和无机物）的总重量。通称污泥浓度。焦化污水生化处理池中的MLSS一般在2g/L以上，它与进水负荷密切相关，有机负荷愈高，则MLSS值愈大。若采用强化处理手段，其MLSS值将大幅度增加。

MLVSS（Mixed Liquor Volatile Suspended Solid）——混合液挥发性悬浮固体

通常以污泥中有机物的含量来近似地代表活性污泥中的微生物量。MLVSS即为污泥中的有机部分，可以认为：MLSS－灰分=MLVSS。在讨论活性污泥的沉降性能时，在评价活性污泥的活性和有效性时，MLVSS具有重要意义。

SV（Sludge Volume）——污泥体积

    将曝气池混合均匀的混合液（一般取100mL）静置30分钟后，沉降污泥所占体积用所占混合液体积的百分数（%）表示。

  污泥体积SV与污泥浓度MLSS一起显示出污泥指数SVI，是生化处理装置操作管理的重要控制参数之一。焦化污水生化处理池中的SV一般为20%以上。通过SV值的大小和测定过程中污泥是否上浮、是否是大絮凝沉降、污泥与上澄液之间是否有明显的分界面等现象来判断污泥的质量和生化处理操作是否正常。

SVI（Sludge Volume Index）——污泥体积指数 

指曝气池固体混合液经30分钟沉淀后，1g污泥固体所占污泥层的体积（以mL计）。

在实际生产中，常取100mL混合液进行测定，则污泥体积指数为：

SVI偏高，说明污泥可能过氧化，此时污泥细碎、松散、体积大，在二次沉定池中难以沉降。预示着活性污泥有大量流失的可能，出水水质将会恶化，习惯上把这种现象称为污泥膨胀。SVI过低，说明污泥中的无机杂质多（灰分多）、密实，此时沉降体积小，污泥缺乏活性，对污染物的生物降解能力差。一般情况下，SVI<100时，沉降性好，但灰分多；SVI=100～200时，沉降性一般；SVI>200时，沉降性不好，易膨胀。

焦化厂酚氰污水生化池中的SVI一般在100～200之间。有时因进水中有机负荷猛增等原因，使SVI>200，污泥的沉降性能仍然较好。

SDI（Sludge Density Inedx）——污泥密度指数

与SVI相反，它表示静置一定时间后，一定容积（通常是100mL）的活性污泥所含有的活性污泥克数。二者关系是

SVI值增高，表示活性污泥的沉降性能下降；而SDI值增高，则表示活性污泥的沉降性能提高了。污泥密度指数现已很少使用，一般所说的污泥指数即指污泥体积指数SVI。

污泥膨胀

在活性污泥通过自然沉降进行分离时，其压缩性下降，沉淀性能恶化，称为污泥膨胀。其结果造成大量活性污泥在二次沉淀池随出水流失，使出水水质恶化，致使污水处理不能进行下去。造成污泥膨胀的原因有如下3点。

（1）丝状菌大量繁殖而产生膨胀。丝状菌的优势增殖妨碍了污泥的压缩。典型的丝状菌是球衣细菌属。此外，芽胞杆菌属、贝氏硫细菌属、枝丝细菌层等的存在也能使污泥产生膨胀现象。但对于焦化污水由于含氮较高而很少发生丝状菌的增殖。

（2） 进水负荷很低，而搅拌强度过大。此时，由于污泥的过氧化而变得细碎，zui终解体，使上澄液十分混浊。

（3） 由厌氧发酵使污泥的比重减小而造成污泥膨胀。在构筑物的死角，污泥厌氧分解产生H₂S和CO₂，过度搅拌和脱氮产生的气泡等都是携带污泥上浮的因素。

污泥的泥龄

活性污泥混合液悬浮物新老（旧）交替时间长短的参数。可按下式计算：

式中：  MLSS——混合液浓度，mg/L

SS_inf——原污水中悬浮物含量，mg/L

V_ar ——曝气池容积，m³

Q_ing——曝气池进水量，m³/d

也可用曝气池中全部污泥量与剩余污泥量之比来计算，单位是天。如活性污泥总量为5000kg，每日排泥500kg，则泥龄为10天。它说明每天污泥被更新十分之一，又说明每10天污泥量增加一倍。一般情况下，污泥负荷愈高，其泥龄愈短，即污泥更新得快；负荷愈低，则其泥龄愈长。如延时曝气与生物吸附相比，其负荷较低，则泥龄较长。

容积负荷F_r

单位曝气池容积，在单位时间内所能去除的污染物重量。

式中：  F_W——污泥负荷，kgBOD₅/（kgMLSS·d）

N_W——混合液污泥浓度（即MLSS），g/L或kg/m³

式中：  L_q——单位体积污水中拟去除的污染物，kgBOD₅/m³

T——曝气时间（按进水量计），d

简化后可按下式计算：

式中：    q₁——进水浓度，mg/L

q₂——出水浓度，mg/L

V——曝气池池容，m³

用容积负荷来评价生化装置的实际处理负荷及在相同条件下的操作管理的优劣是比较简便而直观的。在焦化系统中，采用容易检测的COD容积负荷作为综合评价指标尤其如此。

污泥负荷

单位重量的悬浮固体，在单位时间内所能去除的污染物重量。常用kgBOD₅/（kgMLSS·d）或kgCOD/（kgMLSS·d）表示。亦即BOD₅－SS负荷或COD－SS负荷。

污泥负荷显示了曝气池的处理能力和微生物所处的世代。如：

BOD₅—SS=1.5～3.0kgBOD₅/（kgMLSS·d）——对数增长期

BOD₅—SS=0.2～0.6kgBOD₅/（kgMLSS·d）——稳定生长期；

BOD₅—SS=0.05～0.2kgBOD₅/（kgMLSS·d） ——衰亡生长期。