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污水處理過程中COD和BOD的概念和關(guān)系,為了確定處理后的水質(zhì)是否達標排放,需要通過各種檢測設(shè)備檢測水質(zhì),其中最常見的兩個指標就是COD(化學(xué)需氧量)和BOD(生化需氧量)。
在污水處理過程中,有機物的種類非常多,有別于針對無機鹽離子的單項分析,對有機物質(zhì)進行逐一分析,既耗時間,又耗藥品。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),所有的有機物質(zhì)都有二個共性,一是它們都由碳氫組成,二是絕大多數(shù)的有機物質(zhì)能夠化學(xué)氧化或被微生物氧化,它們的碳和氫分別與氧形成無毒無害的二氧化碳和水。污水中的有機物質(zhì)不論是在化學(xué)氧化過程中還是在生物氧化過程中都要消耗氧,廢水中的有機物質(zhì)愈多,則消耗的氧量也愈多,二者之間是呈正比例關(guān)系的。于是,將污水用化學(xué)藥劑氧化所消耗的氧量稱為COD(化學(xué)需氧量),將污水中微生物氧化所消耗的氧量稱為BOD(生化需氧量)。
COD和BOD的基本概念及測定方法
COD(化學(xué)需氧量):是在一定的條件下,采用一定的強氧化劑處理水樣時,所消耗的氧化劑量。COD是表征水中還原性物質(zhì)(尤其是有機物)數(shù)量的指標,單位毫克/升。
COD測定方法:COD的測定方法分為重鉻酸鉀法和高錳酸鉀法。前者一般稱為鉻法CODCr,無備注的COD指標默認為是CODCr。而高錳酸鉀法,簡稱錳法,在專業(yè)上指標稱為高錳酸鉀指數(shù)(CODMn或lm)。高錳酸鹽指數(shù)細分下來又有酸性和堿性的兩種,在氯離子含量較少時,使用前者,在氯離子含量較高(如海水、鹽湖水等)時,使用后者。
鉻法和錳法的主要區(qū)別:
①氧化能力不同:重鉻酸鉀的氧化性比高錳酸鉀氧化性強,在銀鹽的存在下能氧化大部分有機物。
②氧化率不同:重鉻酸鉀在銀鹽的存在下氧化率有80%以上,而高錳酸鉀只有50%左右。
③應(yīng)用范圍不同:CODCr和CODMn的相關(guān)關(guān)系難以找出明顯規(guī)律。
相對而言CODCr法應(yīng)用廣泛,適用于各種類型的廢水,尤其是水質(zhì)相對復(fù)雜工業(yè)廢水。而CODMn法僅適用于測定地表水、飲用水和生活污水。對于有機物含量比較高的水(含有芳香族化合物,苯環(huán),雜環(huán),雜多環(huán)等)像印染,電鍍,石油化工行業(yè)不適用。因此,廢水排放標準是依據(jù)的CODCr結(jié)果,地表水質(zhì)量評價是依據(jù)的CODMn結(jié)果。
BOD(生化需氧量):是指在有氧的條件下,水中微生物分解有機物的生物化學(xué)過程中所需溶解氧的質(zhì)量濃度。為了使BOD檢測數(shù)值有可比性,一般規(guī)定在一定溫度下,一個時間周期,并測定水中溶解氧消耗情況,一般采用五天時間,稱為五日生化需氧量,記做BOD5,經(jīng)常使用五日生化需氧量。BOD是表征水中微生物可降解部分有機物數(shù)量的指標,單位毫克/升。
BOD測定方法:在(20±1)℃的暗處培養(yǎng)5d±4 h,分別測定培養(yǎng)前后水樣中溶解氧的質(zhì)量濃度,由培養(yǎng)前后溶解氧的質(zhì)量濃度之差,計算每升樣品消耗的溶解氧量,以BOD5形式表示。
COD和BOD的區(qū)別
COD不單單反應(yīng)水中有機物,它還能表示水中具有還原性質(zhì)的無機物質(zhì),如:硫化物、亞鐵離子、亞硫酸鈉等。比如污水中的亞鐵離子在中和池中沒有完全去除掉的話,在生化處理出水中,有亞鐵離子存在,出水COD可能會超標。
而污水中的有機物質(zhì),有的可以被生物氧化的(如葡萄糖和乙醇),有的只能部分被生物氧化降解(如甲醇),還有一部分有機物是不能被生物氧化降解的,并且還有一定的毒性(某些表面活性劑)。這樣可以把污水中的有機物分成二個部分,可生化降解和不可生化降解的有機物。
習(xí)慣上,COD(化學(xué)需氧量)基本上表示污水中所有的有機物,BOD(生化需氧量)則是污水中可以生物降解的有機物含量的體現(xiàn),因此COD與BOD的差值,可表示污水中不能生物降解的有機物。
COD和BOD的關(guān)系
COD和BOD都是表征污水中有機污染物濃度的指標。COD基本上就可以反應(yīng)出水中所有的有機污染物濃度。BOD反應(yīng)的是水中易降解的有機污染物濃度,BOD/COD的比值可以反映出污水的可生化性。BOD5/COD值越大,污水可生化性越高,相應(yīng)的數(shù)值可作為傳統(tǒng)污水可生化性的指標,公式表示為:
BOD5/COD=(1-α)×(K/V)
α為生化難以降解部分CODNB與COD之比;K為BOD5與最終生化需氧量BODU之比。BOD5/COD值隨α增大而減小,故這一比值可反映污水可生化降解性的功能。
B/C>0.58完全可生物降解;
B/C=0.45-0.58生物降解良好;
B/C=0.30-0.45可生物降解;
B/C=0.10-0.30難生物降解;
B/C<0.1不可生物降解。
在傳統(tǒng)的廢水處理中,通常以BOD5/COD=0.3為污水可生化降解的下限。
有人將部分不可生化廢水中的有機物做了一個形象的比喻,其中COD為整個花生(總有機物濃度),BOD則為花生米(可食用部分即可生化部分),花生殼即為不可生化COD(即COD-BOD)。而不可生化COD也是可變的,例如停留時間加長(或提高微生物種群豐度和濃度),則不可生化部分COD還可以進一步被微生物利用降解(花生殼屬于不可食用,但還可以進一步打成粉進行沖服,但消化起來就需要更長時間了)。
附錄:常見水質(zhì)標準對COD和BOD的要求
①地表水I-IV類水質(zhì)標準要求
按照《中華人民共和國地表水環(huán)境質(zhì)量標準》,依據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護目標,我國水質(zhì)按功能高低依次分為五類:
I類主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)。
II類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場、仔稚幼魚的索餌場等。
III類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)。
IV類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)。
I類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。
其中,I類水質(zhì)良好,地下水只需消毒處理,地表水經(jīng)簡易凈化處理(如過濾)、消毒后即可供生活飲用。
II類水質(zhì)受輕度污染,經(jīng)常規(guī)凈化處理(如絮凝、沉淀、過濾、消毒等)后,可供生活飲用。
III類水質(zhì)經(jīng)過處理后也能供生活飲用。
IV類以下水質(zhì)惡劣,不能作為飲用水源。
序號 |
標準值 |
I類 |
Ⅱ 類 |
Ⅲ類 |
IV類 |
V類 |
1 |
高錳酸鹽指數(shù)(CODMn,mg/L)≤ |
2 |
4 |
6 |
10 |
15 |
2 |
化學(xué)需氧量(CODCr,mg/L)≤ |
15 |
15 |
20 |
30 |
40 |
3 |
五日生化需氧量(BOD5,mg/L)≤ |
3 |
3 |
4 |
6 |
10 |
②污水處理廠達標排放水質(zhì)標準要求
污水處理廠根據(jù)其排入的水域環(huán)境功能和保護目標以及處理工藝的不同,將基本控制項目的常規(guī)污染物標準值分為一級標準、二級標準、三級標準。具體標準如下:
一級標準分為A標準和B標準:
當(dāng)污水處理廠出水引入稀釋能力較小的河湖作為城鎮(zhèn)景觀用水和一般回用水等用途時,執(zhí)行一級標準的A標準;
當(dāng)排入GB3838地表水Ⅲ類功能水域(劃定的飲用水水源保護區(qū)和游泳區(qū)除外)、GB3097海水二類功能水域時,執(zhí)行一級標準的B標準。
二級標準:當(dāng)排入GB3838地表水Ⅳ、Ⅴ類功能水域或GB3097海水三、四類功能海域時,執(zhí)行二級標準。
三級標準:非重點控制流域和非水源保護區(qū)的建制鎮(zhèn)的污水處理廠,根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟條件和水污染控制要求,采用一級強化處理工藝時,執(zhí)行三級標準。
序號 |
基本控制項目 |
—級A標準 |
—級B標準 |
二級標準 |
三級標準 |
1 |
化學(xué)需氧量(CODCr)≤ |
50 |
60 |
100 |
120 |
2 |
生化需氧量(BOD5)≤ |
10 |
20 |
30 |
60 |
備注:當(dāng)具體地方標準高于國家標準時,執(zhí)行高標準要求。