• 測定范圍：用0.25mol/L K2Cr2O7 可測定大于50mg/L的COD值，用0.025mol/L的K2Cr2O7 可測定5～50mg/L的COD值
• 可用鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液檢查試劑質量和操作技術。1克鄰苯二甲酸氫鉀的
理論COD為1176mg/L。溶解0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀于1L蒸餾水中，其COD值為500mg/L
化學需氧量和好氧量（六） 化學需氧量和好氧量（七）
? （4）、庫侖法--COD儀
• 方法原理：水樣以K2Cr2O7 為氧化劑，在10.2mol/L硫酸介質中回流氧化后，過量
的K2Cr2O7 用電解產生的亞鐵離子作為庫侖滴定劑，進行庫侖滴定。根據電解產生亞鐵離子所消耗的電量、按照法拉第定律進行計算。 • COD=(Qs-Qm)/96478*8000/V
• Qs, Qm分別為標定K2Cr2O7和過量K2Cr2O7 所消耗的電量，V為水樣的體積(mL) • 特點：
– 簡便、快速、試劑用量少
– 可制作成儀器，注意儀器的使用說明書 – 適用范圍：
– 可測定2－3 mg/L
化學需氧量和好氧量（八）
?
2、好氧量OC的測定
? （1）、測定原理
• 在水中加入一定量的高錳酸鉀，煮沸十分鐘，使水中有機物氧化（紅色） • 加入草酸，使過量的高錳酸鉀與草酸作用（無色）
• **后用高錳酸鉀反滴定多余的草酸（紅色出現時為終點，自身指示劑） • 根據用去的高錳酸鉀量計算出好氧量。以mg/L計
化學需氧量和好氧量（九）
? （2）、測定OC的意義 • 污水處理廠的運轉效率 • 廢水處理科學研究 • 天然水水質 • 估算BOD
• 我*《地面水環境質量標準》(GB3838-88)規定 化學需氧量和好氧量（十）
? （3）、注意事項
• 此法只能將一部分不含氮的有機物（含碳的有機物）氧化，而含氮的有機物較難在此條件下氧化。因此，此法一般用于天然水、輕污染的水、一般生活污水 • 只是相對結果，因此一定要按照規定的條件進行（所用試劑、加入順序、煮沸） • 英*、德*、東歐、前蘇聯、以色列等*家的標準方法用在沸水浴上加熱30分鐘 • 我*和日本用直接煮沸10分鐘 #p#分頁標題#e#
• 美*在1971年的第13版Standard method for the examination of water and wastewater就不用此法。
化學需氧量和好氧量（十一）
• 但測定OC仍有其優點：速度較快，20～30分鐘（COD3小時，BOD5需5天）• 水中如存在還原性無機物，如NO2- 、Fe2+、SO32- 、S2-等，也要消耗高錳酸鉀。消
除干擾的方法：在不加熱煮沸的情況下，用高錳酸鉀滴定**粉紅色，測定時扣除此部分
• 水中的氯離子大于300mg/L采用堿性條件，避免氯離子與硫酸加熱時生成鹽酸，而鹽酸消耗高錳酸鉀。
• 酸性條件下，E0( MnO4- / Mn2+ )＝1.51V，而： E0( Cr2O72- / Cr3+ )＝1.36V • 表明：高錳酸鉀比重鉻酸鉀的氧化能力更強。但實際上：COD>OC 化學需氧量和好氧量（十二）
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氧化條件的不同：
生化需氧量（一）
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1、生化需氧量的定義：在有氧的條件下，水中可分解的有機物由于好氣微生物（主要
是細菌）的作用而被氧化分解，變成穩定的物質，完成該過程所需要的氧量稱為生化需氧量。結果用氧的mg/L表示
? 可分解的有機物－－指可以作為細菌食料的有機物
? 微生物把這些有機物作為營養來源的食料，通過自身的生命活動（氧化、呼吸、合成），―吃掉‖有機物，也就是分解了這些有機物。
? 但有些有機物是不能被有機物分解的，如不溶性有機物、洗衣粉等
? 必須在好氧的條件下（水中的溶解氧，不是化合氧）在好氣微生物的作用下 生化需氧量（二）
? 氧化分解：
• 微生物將有機物氧化分解成簡單的化合物和能量
• 微生物又利用簡單化合物和能量合成細胞，生長繁殖。
• 微生物體內的細胞質也要進行呼吸氧化，也會分解一些有機物質、釋放能量。這種呼吸氧化稱為內源呼吸。在有機物充足時不顯著，但食料不足時靠此供給能量
• 穩定的物質－－分解的**終產物，無機化，二氧化碳、水等
生化需氧量（三）
? 消耗的氧量：
• 氧化―吃‖進體內的有機物所需要的氧Qa • 細胞質自身氧化（內源呼吸）所需要的氧Qb • 生化需氧量＝Qa＋Qb • 但生化需氧量不包括： • 不可分解的有機物
• 用于合成細胞質的那部分有機物
• 因此生化需氧量不代表有機物的全部，低于有機物完全氧化的理論值 生化需氧量（四）
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2、生化需氧量的測定
? （1）、BOD測定的條件
• 基本條件
– 足夠的氧氣（溶解氧）－－加稀釋水
– 微生物（不能有毒物抑制它）－－接種(seed) – 必要的營養物質（K, Na, Ca, Mg, Fe, S, P, N)
• 測定溫度
– 微生物活動與溫度有關
– 盡可能和天然條件下有機物的生物氧化分解情況相似
– 統一規定，測定時的溫度應保持在20±1℃（這是溫帶地區緩慢流動的河水的
平均溫度）
生化需氧量（五）
• 測定時間
– 生物氧化過程是一個緩慢的過程 – 理論上講要無限長的時間才終結 – **少大約100天左右才基本完成
– 實驗證明：20天大約完成95～99％，BOD20 – 各*規定：5天，約完成70～80％，BOD5
• 標準條件：5天，20℃。BOD5
(20℃)
生化需氧量（六）
? （2）、直接法測定BOD • 培養前測溶解氧
• 另一水樣在20±1℃的恒溫箱內培養5天后再測溶解氧 • 兩次溶解氧的差值即為BOD5
• 適用范圍：BOD5小于7mg/L的較清潔水
• 不能用于一般生活污水、工業廢水、處理廠出水 生化需氧量（七）
? （3）、稀釋法測定BOD
• 用特別的稀釋水將原水稀釋后再測定。 • 稀釋水
– 幾乎飽和的溶解氧8～9mg/L
– 豐富的營養物質（FeCl3,MgSO4,CaCl2,NH4Cl,磷酸鹽等） – 適宜的pH6.5～8.5
– 必要時，投加種子微生物 #p#分頁標題#e#
– 稀釋水本身5天培養后的DO降低不大于0.5mg/L
生化需氧量（八）
• 稀釋比
– 稀釋試樣的要求
» 應使稀釋水樣的BOD5在2～7mg/L左右 » 培養后的DO不小于0.5mg/L（**好3～4） » 培養前DO的降低不小于2mg/L，應占原DO的40～70％ – 稀釋比的確定：（教材p305頁表18－1） – 稀釋比的個數：3－4個 – 如估計BOD5為150mg/L，查表可知稀釋比為2.0％，則配成1％、2％、5％、10％ – BOD5可用OC來估算（或根據其它資料）
生化需氧量（九）
• 一般生活污水的BOD5約為OC的2～4倍，或根據下表考慮稀釋倍數 生化需氧量（十）
• 稀釋技術
– 1％以上－－直接在BOD瓶中 – 充滿水不留氣泡，虹吸、勿攪拌 – 加水封，5天中每天檢查
– 1％以下－－在1升量筒中，然后轉移到BOD瓶中
生化需氧量（十一）
• BOD5計算
– D＝AP1＋CP2 – BOD5＝(D－B)/P2
» P1——稀釋水用量的百分數（小數表示） » P2——原水樣用量的百分數（小數表示） » D ——稀釋水樣中的有效溶解氧（mg/LO2） » A ——稀釋水培養5天后的溶解氧（mg/LO2） » B ——稀釋水樣培養5天后的溶解氧（mg/LO2） » C ——原水樣的溶解氧（mg/LO2） – BOD5測定的允許誤差一般為±5％
生化需氧量（十二）
? （4）、儀器測定法 • 利用的原理：
• 壓差計法：測量密閉系統中由于氧量的減少而引起的氣壓變化，由此來測定BOD電解法：在密封系統中氧氣量的減少用電解來補給，從電解所需要的電量來求得氧的消耗量
• 用薄膜式溶解氧電極來求得生化過程中氧的消耗量
生化需氧量（十三）
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3、生化需氧量反應動力學
? （1）、有機物質好氧分解的兩個階段
• **階段：
– CHO有機物 → CO2 ＋ H2O ＋ 能量
– CHONPS有機物 → CO2＋ H2O ＋ NH3 ＋ H2S ＋ 能量 – 主要是C → CO2 因此又稱碳化過程 – 這時消耗的氧量叫碳化生化需氧量
– 總的碳化生化需氧量叫**階段生化需氧量，或完全生化需氧量
生化需氧量（十四）
• 第二階段
– 亞硝化細菌 硝化細菌
– NH3 －－－－→ NO2- －－－－→ NO3-
– H2S －→ SO42-
……
• 我們通常所說的生化需氧量是指―碳化生化需氧量‖，即**階段生化需氧量，不包括硝化過程所消耗的氧量。WHY?
• 有機物質的無機化，使碳變成二氧化碳、氮變成氨已經無機化
• 廢水處理的要求是無機化，并不要求硝化
生化需氧量（十五）
• 測定BOD時要盡量避免硝化作用的發生
– 硝化作用一般在第七天時才開始
– 硝化細菌多時導致硝化提前，可用硫脲、亞甲基蘭等抑制劑 • 總之，BOD5不包括：
– 不可分解的有機物
– 用于合成細胞質的那部分有機物 – 硝化過程所消耗的氧
生化需氧量（十六）
? （2）、生物氧化動力學公式
• 有機物的生物氧化過程接近于單分子一級化學反應 • O2
• 有機物 －－→ CO2 ＋ H2O ＋ 能量 • 微生物
• 反應速度與瞬時的有機物濃度成正比 • d(La-L)/dt=K’dt
– La——有機物初始濃度 – L——t時有機物的剩余濃度 – K’——耗氧速率常數 （1/日）
• 積分可得：
• Xt＝La(1-10-kt) （公式1）
生化需氧量（十七）
? （3）、耗氧速度常數
• 耗氧速度是廢水生物處理、河流水體自凈過程中的一個重要參數 • k值隨溫度而變化。由Arrhenius公式可推出： • k(T)＝k(20)θT-20 (公式2) • #p#分頁標題#e#
θ＝e(E/RT1T2)
• 可見θ是一個溫度系數，在10～30℃時可用1.047 • p311圖18－7和圖18－8說明k對BOD的影響
生化需氧量（十八）
• 不同的污水水質有不同的k (k')值，一般在0.1～0.3/日
生化需氧量（十九）
? （4）、完全生化需氧量，即**階段生化需氧量，La(BODu)
• 不同的水質有不同的La • La也隨溫度而變化
• La(T)＝La(20)(0.02T+0.6) (公式3) • 根據公式1－3可以計算在不同溫度下不同天數的BOD
生化需氧量（二十）
? （5）、k值和La值的確定
• 可以通過**小二乘法、矩陣法、日差法、快速法、Thomas圖解法等確定。 • Thomas圖解法：適于x不大于0.9La時
• 通過實驗測定T溫度時，水樣不同時日的BOD1, BOD2, BOD3……
• t (Days): 1 2 3 4 …… • x(t) (BOD): x1 x2 x3 x4 ……
• 以[t/x(t)]1/3對t作圖，得到一直線，其斜率為B，截距為A • 則：k＝2.61B/A，La＝1/(2.3kA3)
