一文带你了解COD与BOD之间的区别和联系

在污水处理工程中,为了使污水处理后的水质达标排放,在污水处理的每个环节都需要使用水质测定仪对水质进行各项指标的测定,获得各参数准确的污染浓度值,为污水处理工艺的设计提供数据支持,从而达到更优的处理效果,以便节省成本、优化资源。在众多的污染参数中,COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量)是我们常见的指标,在环境监测中占有重要的地位。那么COD与BOD是什么意思呢?COD和BOD有什么区别与联系呢?测定COD和BOD有什么意义?接下来,同奥科技带您一起走进COD和BOD的世界。

  • 发布时间:2023-11-07

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  • 作者:深圳市同奥科技有限公司

  • 来源:同奥宣传部

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在污水处理工程中,为了使污水处理后的水质达标排放,在污水处理的每个环节都需要使用水质测定仪对水质进行各项指标的测定,获得各参数准确的污染浓度值,为污水处理工艺的设计提供数据支持,从而达到更优的处理效果,以便节省成本、优化资源。在众多的污染参数中,COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量)是我们常见的指标,在环境监测中占有重要的地位。那么COD与BOD是什么意思呢?COD和BOD有什么区别与联系呢?测定COD和BOD有什么意义?接下来,同奥科技带您一起走进COD和BOD的世界。

为什么选择COD与BOD作为污染指标

废水中的有机物种类繁多,而废水的来源又遍及各行各业,有的废水含有十几种、几十种甚至上百种有机物质。这些有机物在水中氧化分解,严重消耗水中溶解氧,导致水体缺氧;同时会发生腐败发酵,使细菌滋生,恶化水体;而有的有机物本身具有毒性,或分解时产生有毒气体,对水生态产生威胁,严重时甚至导致水体生态毁灭。

环境监测是预防与排查水体受污染的重要手段,如果对废水中各种有机物进行逐一定量分析的话,不仅耗时耗力成本高,从监管的角度也基本无法实现。在这种背景下,寻找一个能替代水中所有有机物的综合指标势在必行。

环境研究者在寻找替代有机物的综合指标过程中,发现所有的有机物都有两个共性:一是它们至少都由碳氢组成;二是绝大多数的有机物都能够被氧化或被微生物分解。有机物的碳和氢分别与氧结合,会形成无毒无害的二氧化碳和水,而有机物无论是在化学反应中还是在生物分解中,均需要消耗氧,有机物越多消耗的氧越多,二者成正比例关系。

根据有机物的共性,我们可以采用化学或物理方式模拟该反应过程,并通过架构环境或催化作用加速反应过程,从而达到快速测定的目的。COD为使用化学方法测定有机物含量的结果,而BOD为通过生物分解的方法测定有机物的结果。

COD与BOD的定义

什么是COD

COD即英文Chemical Oxygen Demand的缩写,中文名称为化学需氧量。是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量,即使用强氧化剂氧化水体中的还原性物质所消耗的氧,它是水体受污染程度的一个综合性指标。

用一种通俗点的解释就是,氧化1L水所消耗的氧的毫克数,即为化学需氧量COD的浓度值,用mg/L表示。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等,但主要的是有机物,因此化学需氧量COD又可以表示水中有机物含量的指标。

前文有提到,我们可以模拟有机物发生化学反应的过程,那么此时就需要找到一种能够氧化绝大多数有机物的强氧化剂作为反应试剂,重铬酸钾和高锰酸钾是实验室常见的强氧化剂,但不同氧化剂测定的结果不同,因此检测时需要注明检测方法。为了使结果具有可比性,环境监测对COD的测定具有统一的标准,使用重铬酸钾作为氧化剂测定的COD标记为CODcr(化学需氧量),使用高锰酸钾作为氧化剂测定的COD标记为CODmn(耗氧量,又称高锰酸盐指数)。

通过水质测定仪器检测出的COD数值,可将水质分为五大类,在饮用水标准中,Ⅰ类和Ⅱ类水化学需氧量(COD)≤15mg/L、Ⅲ类水化学需氧量(COD)≤20mg/L、Ⅳ类水化学需氧量(COD)≤30mg/L、Ⅴ类水化学需氧量(COD)≤40mg/L。COD的数值越大表明水体的污染情况越严重。

什么是BOD

BOD即英文Biochemical oxygen demand的缩写,中文名称为生化需氧量。是指在一定条件下,微生物分解存在于水中的可生化降解有机物所进行的生物化学反应过程中所消耗的溶解氧的数量,以mg/L、百分率或ppm表示。它是水体受可被降解的有机物污染的综合指标。

生化需氧量BOD是重要的水质污染参数。废水、废水处理厂出水和受污染的水中,微生物利用有机物生长繁殖时需要的氧量,是可降解(可以为微生物利用的)有机物的氧当量。

地面水中的污染物,在以微生物为媒介的氧化过程中要消耗水中的溶解氧,其所消耗的溶解氧量称作生化需氧量,间接反映了水中可生物降解的有机物量。它说明水中有机物出于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。其值越高,说明水中有机污染物质越多,污染也就越严重。加以悬浮或溶解状态存在于生活污水和制糖、食品、造纸、纤维等工业废水中的碳氢化合物、蛋白质、油脂、木质素等均为有机污染物,可经好气菌的生物化学作用而分解,由于在分解过程中消耗氧气,故亦称需氧污染物质。若这类污染物质排入水体过多,将造成水中溶解氧缺乏,同时,有机物又通过水中厌氧菌的分解引起腐败现象,产生甲烷、硫化氢、硫醇和氨等恶臭气体,使水体变质发臭。

一般清净河流的五日生化需氧量不超过2mg/L,若高于10mg/L,就会散发出恶臭味。工业、农业、水产用水等要求生化需氧量应小于5mg/L,而生活饮用水应小于1mg/L。

污水中各种有机物得到完全氧化分解的时间,总共约需一百天,如果等待其反应完全,测定耗时耗力,为了缩短检测时间,制定出统一标准,一般生化需氧量以被检验的水样在20℃环境下,五天内的耗氧量为代表,称其为五日生化需氧量,简称BOD5,对生活污水来说,它约等于完全氧化分解耗氧量的70%。

COD和BOD有什么区别和关系?

通过上文所述,化学需氧量COD和生化需氧量BOD都表示水体中有机物的含量,但两者有着明显的区别。化学需氧量COD是废水中所有还原性物质(有机物和有机物)的总量,而污水中主要为有机物,因此化学需氧量COD又可以作为水中所有有机物总量的指标;而生化需氧量BOD是细菌降解废水中存在的有机成分所需的氧量的量度。

通常我们在使用COD测定仪BOD测定仪测定两个指标时,会发现COD通常高于BOD,但这不是绝对的因为根据工业过程和所用原材料的性质不同,即不是因为污水中的有机物不一样,因此,COD和BOD之间的数据比BOD/COD也会随着水样的不同而出现变化。

虽然化学需氧量COD和生化需氧量BOD在功能上有些类似,它们都可以表示废水中有机化合物的量。但COD的数据不太具体,因为COD代表了水中所有还原性物质的总量。而这也是一些行业需要同时测量COD和BOD的原因。

污水中的有机物质,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),还有一部分有机物是不能被生物氧化降解的,并且还有一定的毒性(如某些表面活性剂)。因此,可以把污水中的有机物分成二个部分,可生化降解和不可生化降解的有机物。习惯上,化学需氧量COD基本上表示污水中所有的有机物的量,生化需氧量BOD是污水中可以生物降解的有机物的量,因此COD与BOD的差值,可表示污水中不能生物降解的有机物。

BOD/COD的数值说明什么?

通常我们会用BC比,即BOD/COD来表示污水的可生化性,当BOD/COD的值大于0.3时,一般认为该废水具有可生化性!BOD5/COD值越大,废水可生化性评度越高,厌氧和缺氧条件下是利用厌氧菌消化废水中的有机物,而达到净化。抗生素废水中,因抗生素本身就是很多的细菌、真菌,也能消化废水中的有机物,而达到净化。一般认为此比值大于0.3的污水,才适合于采用生物处理。

BOD5/COD指标是5日生化需氧量与化学需氧量的比值,是污水可生化降解性的指标。公式表示为:

BOD5/COD=(1-α)×(K/V)

式中:

α为生化难以降解部分CODNB与COD之比;

K为BOD5与最终生化需氧量BODU之比,为常数。

从式中可以看出,BOD5/COD数值随α增大而减小,故这一比值可反映污水可生化降解性的功能。

当B/C>0.58 完全可生物降解;

当B/C=0.45~0.58 生物降解良好;

当B/C=0.30-0.45 可生物降解;

当0.1<B/C<0.3 难生物降解;

当B/C<0.1不可生物降解。

通常以BOD5/COD=0.3为污水可生化降解的下限。

COD和BOD的检测原理和检测标准

COD的测定原理和检测标准

化学需氧量COD的测定原理为,在一定条件下,经重铬酸钾氧化处理,水样中的溶解性物质和悬浮物所消耗的重铬酸钾相对应的氧的质量浓度,1mol 重铬酸钾(1/6 K2Cr2O7)相当于1mol 氧(1/2 O)。

具体为,试样中加入已知量的重铬酸钾溶液,在强硫酸介质中,以硫酸银作为催化剂,经高温消解后,用分光光度法测定COD 值。

当试样中COD 值较高时(一般在100mg/L 至1000mg/L左右),在600nm±20nm 波长处测定重铬酸钾被还原产生的三价铬(Cr3+)的吸光度,试样中 COD 值与三价铬(Cr3+)的吸光度的增加值成正比例关系,将三价铬(Cr3+)的吸光度换算成试样的COD 值。

当试样中COD 值较低时(一般在15mg/L 至250mg/L左右),在440nm±20nm 波长处测定重铬酸钾未被还原的六价铬(Cr6+)和被还原产生的三价铬(Cr3+)的两种铬离子的总吸光度;试样中 COD值与六价铬(Cr6+)的吸光度减少值成正比例,与三价铬(Cr3+)的吸光度增加值成正比例,与总吸光度减少值成正比例,将总吸光度值换算成试样的 COD 值。

目前实验室台式或便携式水质测定仪中,快速法COD快速测定仪一般参考标准为HJ/T399-2007《水质 化学需氧量的测定 快速消解分光光度法》;而回流法,一般参考标准为HJ828-2017(代替GB11914-89)《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》。

BOD的测定原理和检测标准

生化需氧量BOD的测定原理为,将水样注入样品瓶并密封,置于20℃的培养箱中培养5天时间,根据培养前后消耗的氧差值,计算出每升水消耗的氧当量。实现方式多样,常用的有压差法,即微生物氧化过程产生的唯一气体二氧化碳,被氢氧化钠或氢氧化钾吸收,培养瓶内的压力减小,测定培养前后的培养瓶内的压差,从而计算出水样BOD浓度。

常见的BOD测定参考标准有《五日生化需氧量(BOD5)的测定—压差法》、HJ505-2009(代替 GB/T 7488—1987)《水质 五日生化需氧量(BOD5)的测定稀释与接种法》、GB/T 7488-87 《水质 五日生化需氧量(BOD5)的测定 稀释与接种法》等。

COD和BOD测定仪器

COD快速测定仪

实验室/台式 COD快速测定仪,一般体积较大,适合在实验室、污水站、化验室等固定地点使用。

便携式/户外 COD快速测定仪,一般体积较小,装箱配置,方便携带,比较适合应急监测、户外检测、出差携带等使用地点不确定的场景。

BOD测定仪

TDR-50Z BOD5测定仪,使用无汞压差感测法(呼吸法)测量水中的BOD5, 安全可靠不会发生汞中毒。广泛应用于环保监测、石油化工、医疗卫生、教学科研等部门对水质的监测。

深圳市同奥科技有限公司将水质检测仪深植应用,致力于为用户提供合适、完备的水质检测解决方案,主营COD测定仪、氨氮测定仪总磷测定仪总氮测定仪多参数水质检测仪、便携式多参数水质检测仪、水质分析仪等。经过十多年的发展,贴近用户的创新设计已广泛应用于市政污水、工业污水、环境监测站、污水处理厂、科研单位、高等院校、生物、制药、养殖、食品、饮品、电力、石化、新能源及其它工业领域。

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