在环境工程中**普遍适用和**有重要意义的指标 

     带★的指标测定的要点是：在一定的条件下，水样中的有机物质经过微生物或强氧化剂的作用被氧（水中的溶解氧或外加强氧化剂的化合氧）氧化，根据所消耗的氧量来间接表示水样中有机物质含量的多少。 化学需氧量和好氧量（一）

    在一定的条件下，水中的各种有机物质与外加的强氧化剂（如K2Cr2O7、KMnO4等）作用

时所消耗的的氧量（强氧化剂的化合氧，而不是溶解氧）。结果一般用mg/L表示 



    根据所用的强氧化剂的不同，可分成：

    重铬酸钾好氧量——习惯上称化学好氧量，COD

    高meng酸钾好氧量——习惯上称好氧量，OC，又称高meng酸钾指数

化学需氧量和好氧量（二）



    1、化学需氧量COD

    （1）、标准法的测定原理

•   在水样中加入一定量的K2Cr2O7，在一定条件（强酸性、加热回流2小时、Ag2SO4作

催化剂）与水中的有机物相互作用，剩余的K2Cr2O7 用硫酸ya铁铵Fe(NH4)2(SO4)2滴定。 

•   指示剂：试亚铁灵（硫酸ya铁和1,10-phenanthroline） •   终点现象：溶液颜色由黄经绿、灰兰到**后的棕红色 化学需氧量和好氧量（三）

    （2）、主要反应式

    （3）、注意事项 

•   可将水中的大部分有机物氧化，但不能氧化芳香烃 

•   实际上代表的是水中还原性污染物：有机物、无机物NO2- 、Fe2+、S2- 、Cl-   化学需氧量和好氧量（四）

•   通常污水中的有机物含量远远大于水中的无机还原物，因此可认为COD是有机污染物的指标 

•   如果水中无机还原物的含量太大，就要设法消除干扰。如：氨基磺酸除NO2- 干扰，

硫酸汞消除Cl-干扰（生成难离解的HgCl2） 

•   测定范围：用0.25mol/L K2Cr2O7 可测定大于50mg/L的COD值，用0.025mol/L的K2Cr2O7 可测定5～50mg/L的COD值 

•   应进行空白试验，扣除试剂和溶液中带入的误差 

化学需氧量和好氧量（五）

•   硫酸ya铁铵易氧化，应经常标定该标准溶液 

•   一些改进的快速方法可以大大缩短测定时间，但bi须做对照试验，且注意其适用

性 

•   可用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂质量和操作技术。1克邻苯二甲酸氢钾的

理论COD为1176mg/L。溶解0.4251g邻苯二甲酸氢钾于1L蒸馏水中，其COD值为500mg/L 

化学需氧量和好氧量（六） 化学需氧量和好氧量（七）

    （4）、库仑法--COD仪 

•   方法原理：水样以K2Cr2O7 为氧化剂，在10.2mol/L硫酸介质中回流氧化后，过量

的K2Cr2O7 用电解产生的亚铁离子作为库仑滴定剂，进行库仑滴定。根据电解产生亚铁离子所消耗的电量、按照法拉第定律进行计算。 •   COD=(Qs-Qm)/96478*8000/V 

•   Qs, Qm分别为标定K2Cr2O7和过量K2Cr2O7 所消耗的电量，V为水样的体积(mL) •   特点： 

–   简便、快速、试剂用量少 

–   可制作成仪器，注意仪器的使用说明书 –   适用范围： 

–   可测定2－3 mg/L 

化学需氧量和好氧量（八）



    2、好氧量OC的测定

    （1）、测定原理

•   在水中加入一定量的高meng酸钾，煮沸十分钟，使水中有机物氧化（红色） •   加入草酸，使过量的高meng酸钾与草酸作用（无色） 

•   **后用高meng酸钾反滴定多余的草酸（红色出现时为终点，自身指示剂） •   根据用去的高meng酸钾量计算出好氧量。以mg/L计 

化学需氧量和好氧量（九）

     （2）、测定OC的意义 •    污水处理厂的运转效率 •    废水处理科学研究 •    天然水水质 •    估算BOD 

•    我*《地面水环境质量标准》(GB3838-88)规定 化学需氧量和好氧量（十）

    （3）、注意事项 

•   此法只能将一部分不含氮的有机物（含碳的有机物）氧化，而含氮的有机物较难在此条件下氧化。因此，此法一般用于天然水、轻污染的水、一般生活污水 •   只是相对结果，因此一定要按照规定的条件进行（所用试剂、加入顺序、煮沸） •   英*、德*、东欧、前苏联、以色列等*家的标准方法用在沸水浴上加热30分钟 •   我*和日本用直接煮沸10分钟 #p#分页标题#e#

•   美*在1971年的di13版Standard method for the examination of water and wastewater就不用此法。 

化学需氧量和好氧量（十一）

•   但测定OC仍有其优点：速度较快，20～30分钟（COD3小时，BOD5需5天）•   水中如存在还原性无机物，如NO2- 、Fe2+、SO32- 、S2-等，也要消耗高meng酸钾。消

除干扰的方法：在不加热煮沸的情况下，用高meng酸钾滴定**粉红色，测定时扣除此部分 

•   水中的氯离子大于300mg/L采用碱性条件，避免氯离子与硫酸加热时生成盐酸，而盐酸消耗高meng酸钾。 

•   酸性条件下，E0( MnO4- / Mn2+ )＝1.51V，而：   E0( Cr2O72- / Cr3+ )＝1.36V •   表明：高meng酸钾比重铬酸钾的氧化能力更强。但实际上：COD>OC 化学需氧量和好氧量（十二）



     氧化条件的不同：

生化需氧量（一）



    1、生化需氧量的定义：在有氧的条件下，水中可分解的有机物由于好气微生物（主要

是细菌）的作用而被氧化分解，变成稳定的物质，完成该过程所需要的氧量称为生化需氧量。结果用氧的mg/L表示 

     可分解的有机物--指可以作为细菌食料的有机物 

     微生物把这些有机物作为营养来源的食料，通过自身的生命活动（氧化、呼吸、合成），―吃掉‖有机物，也就是分解了这些有机物。 

     但有些有机物是不能被有机物分解的，如不溶性有机物、洗衣粉等 

    bi须在好氧的条件下（水中的溶解氧，不是化合氧）在好气微生物的作用下 生化需氧量（二）

    氧化分解： 

•   微生物将有机物氧化分解成简单的化合物和能量 

•   微生物又利用简单化合物和能量合成细胞，生长繁殖。 

•   微生物体内的细胞质也要进行呼吸氧化，也会分解一些有机物质、释放能量。这种呼吸氧化称为内源呼吸。在有机物充足时不显著，但食料不足时靠此供给能量 

•   稳定的物质--分解的**终产物，无机化，二氧化碳、水等 

生化需氧量（三）

    消耗的氧量： 

•   氧化―吃‖进体内的有机物所需要的氧Qa •   细胞质自身氧化（内源呼吸）所需要的氧Qb •   生化需氧量＝Qa＋Qb •   但生化需氧量不包括： •   不可分解的有机物 

•   用于合成细胞质的那部分有机物 

•   因此生化需氧量不代表有机物的全部，低于有机物*氧化的理论值 生化需氧量（四）



    2、生化需氧量的测定

    （1）、BOD测定的条件

•   基本条件 

–   足够的氧气（溶解氧）--加稀释水 

–   微生物（不能有毒物yi制它）--接种(seed) –   必要的营养物质（K, Na, Ca, Mg, Fe, S, P, N) 

•   测定温度

–   微生物活动与温度有关 

–   尽可能和天然条件下有机物的生物氧化分解情况相似 

–   统一规定，测定时的温度应保持在20±1℃（这是温带地区缓慢流动的河水的

平均温度） 

生化需氧量（五）

•   测定时间 

–  生物氧化过程是一个缓慢的过程 –  理论上讲要无限长的时间才终结 –  **少大约100天左右才基本完成 

–  实验证明：20天大约完成95～99％，BOD20 –  各*规定：5天，约完成70～80％，BOD5 

•   标准条件：5天，20℃。BOD5

(20℃) 

生化需氧量（六）

    （2）、直接法测定BOD •   培养前测溶解氧 

•   另一水样在20±1℃的恒温箱内培养5天后再测溶解氧 •   两次溶解氧的差值即为BOD5 

•   适用范围：BOD5小于7mg/L的较清洁水 

•   不能用于一般生活污水、工业废水、处理厂出水 生化需氧量（七）

    （3）、稀释法测定BOD 

•   用特别的稀释水将原水稀释后再测定。 •   稀释水 

–   几乎饱和的溶解氧8～9mg/L 

–   丰富的营养物质（FeCl3,MgSO4,CaCl2,NH4Cl,磷酸盐等） –   适宜的pH6.5～8.5 

–   必要时，投加种子微生物 #p#分页标题#e#

–   稀释水本身5天培养后的DO降低不大于0.5mg/L 

生化需氧量（八）

•   稀释比 

–  稀释试样的要求 

»   应使稀释水样的BOD5在2～7mg/L左右 »   培养后的DO不小于0.5mg/L（**好3～4） »   培养前DO的降低不小于2mg/L，应占原DO的40～70％ –  稀释比的确定：（教材p305页表18－1） –  稀释比的个数：3－4个 –  如估计BOD5为150mg/L，查表可知稀释比为2.0％，则配成1％、2％、5％、10％ –  BOD5可用OC来估算（或根据其它资料） 

生化需氧量（九）

 •   一般生活污水的BOD5约为OC的2～4倍，或根据下表考虑稀释倍数 生化需氧量（十）

•   稀释技术

– 1％以上--直接在BOD瓶中 – 充满水不留气泡，虹吸、勿搅拌 – 加水封，5天中每天检查 

– 1％以下--在1升量筒中，然后转移到BOD瓶中 

生化需氧量（十一）

•   BOD5计算 

–  D＝AP1＋CP2 –  BOD5＝(D－B)/P2 

»   P1——稀释水用量的百分数（小数表示） »   P2——原水样用量的百分数（小数表示） »   D ——稀释水样中的有效溶解氧（mg/LO2） »   A ——稀释水培养5天后的溶解氧（mg/LO2） »   B ——稀释水样培养5天后的溶解氧（mg/LO2） »   C ——原水样的溶解氧（mg/LO2） –  BOD5测定的允许误差一般为±5％ 

生化需氧量（十二）

    （4）、仪器测定法 •   利用的原理： 

•   压差计法：测量密闭系统中由于氧量的减少而引起的气压变化，由此来测定BOD电解法：在密封系统中氧气量的减少用电解来补给，从电解所需要的电量来求得氧的消耗量 

•   用薄膜式溶解氧电极来求得生化过程中氧的消耗量 

生化需氧量（十三）



    3、生化需氧量反应动力学

    （1）、有机物质好氧分解的两个阶段

•   **阶段： 

–   CHO有机物 → CO2 ＋ H2O ＋ 能量 

–   CHONPS有机物 → CO2＋ H2O ＋ NH3 ＋ H2S ＋ 能量 –   主要是C → CO2 因此又称碳化过程  –   这时消耗的氧量叫碳化生化需氧量 

–   总的碳化生化需氧量叫**阶段生化需氧量，或*生化需氧量 

生化需氧量（十四）

•   di二阶段 

–     亚硝化细菌      硝化细菌 

–   NH3 ----→ NO2- ----→ NO3-

   –   H2S －→ SO42- 

…… 

•   我们通常所说的生化需氧量是指―碳化生化需氧量‖，即**阶段生化需氧量，不包括硝化过程所消耗的氧量。WHY? 

•   有机物质的无机化，使碳变成二氧化碳、氮变成氨已经无机化

•   废水处理的要求是无机化，并不要求硝化 

生化需氧量（十五）

•   测定BOD时要尽量避免硝化作用的发生 

–   硝化作用一般在第七天时才开始 

–   硝化细菌多时导致硝化提前，可用硫脲、亚甲基兰等yi制剂 •   总之，BOD5不包括： 

–   不可分解的有机物 

–   用于合成细胞质的那部分有机物 –   硝化过程所消耗的氧 

生化需氧量（十六）

    （2）、生物氧化动力学公式 

•   有机物的生物氧化过程接近于单分子壹级化学反应 •            O2      

•   有机物 --→ CO2 ＋ H2O ＋ 能量   •          微生物 

•   反应速度与瞬时的有机物浓度成正比 •   d(La-L)/dt=K’dt 

–   La——有机物初始浓度 –   L——t时有机物的剩余浓度 –   K’——耗氧速率常数 （1/日） 

•   积分可得： 

•   Xt＝La(1-10-kt) （公式1） 

生化需氧量（十七）

    （3）、耗氧速度常数 

•   耗氧速度是废水生物处理、河流水体自净过程中的一个重要参数 •   k值随温度而变化。由Arrhenius公式可推出： •   k(T)＝k(20)θT-20               (公式2) •     #p#分页标题#e#

θ＝e(E/RT1T2)

•   可见θ是一个温度系数，在10～30℃时可用1.047 •   p311图18－7和图18－8说明k对BOD的影响 

生化需氧量（十八）

 •   不同的污水水质有不同的k (k')值，一般在0.1～0.3/日 

生化需氧量（十九）

    （4）、*生化需氧量，即**阶段生化需氧量，La(BODu) 

•   不同的水质有不同的La •   La也随温度而变化 

•   La(T)＝La(20)(0.02T+0.6)           (公式3) •   根据公式1－3可以计算在不同温度下不同天数的BOD 

生化需氧量（二十）

    （5）、k值和La值的确定 

•   可以通过**小二乘法、矩阵法、日差法、快速法、Thomas图解法等确定。 •   Thomas图解法：适于x不大于0.9La时 

•   通过实验测定T温度时，水样不同时日的BOD1, BOD2, BOD3…… 

•   t (Days):    1    2    3    4  …… •   x(t) (BOD):  x1   x2   x3   x4 …… 

•   以[t/x(t)]1/3对t作图，得到一直线，其斜率为B，截距为A •   则：k＝2.61B/A，La＝1/(2.3kA3) 

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