城市污水BOD与COD关系的探讨

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1、城市污水BOD与COD关系的探讨　　简介：从BOD与COD的构成及降解动力学出发，探讨了BOD与COD的相关关系，得到了BOD5与COD的相关模型。应用某城市污水的实测数据和数理统计方法对模型进行了检验，表明该模型具有适用性。提出并讨论了当量耗氧系数和城市污水最大BOD5/COD之值。关键字：城市污水BODCOD化学需氧量生化需氧量　　1前言　　化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)是用来表明废水特性，评价废水处理构筑物效率的重要指标。COD是在酸性条件下用强氧化剂，将水中有机物氧化为简单稳定的无机物所消耗的氧量，其测定历时短，不受毒物限制，测定设备简单易于普及。BOD

2、表示水中有机物在有氧条件下，被微生物分解代谢所消耗掉的溶氧量，它间接地表示了水中可生化有机物的量。尽管BOD作为评价有机污染和生物处理构筑物性能的综合指标已被广泛采用，但是它测定所需历时长(一般用5日计为BOD5)，不能及时迅速地反映生物处理构筑物的运行情况，测定条件又要求严格，且易受到水中毒物、营养条件以及菌种的干扰，因此不易操作分析。近年来，诸多环境学工作者在快速测定BOD方面做了许多工作。如以30℃BOD代替BOD5[1]，用固定化微生物传感器测定BOD[2]等；另一方面试图寻求废水中BOD5与COD之间的相互关系[3]～[5]]，以期能根据测得的COD值和其相关方程

3、预报出BOD5的值。本文拟从BOD与COD构成和降解动力学出发，对BOD与COD的关系进行分析，以求得城市污水BOD5与COD的关系模型。　　2BOD、COD特点的分析　　COD组成分析　　在大多数情况下，污水中许多能被重铬酸钾氧化的有机化合物，不一定能被生物化学作用氧化，某些无机离子如硫化物、硫代硫酸盐、亚硫酸盐、亚铁离子等可被重铬酸钾氧化，却不能被BOD实验测定出含量来。因化COD值主要包括两部分；即不能被微生物降解的物质(CODNB)和能被微生物降解的有机物质(CODB)，表示成关系式为:　　COD=CODB十CODNB　　(1)　　CODNB与COD分析　　以往对B

4、OD5和COD相关性的研讨中，大多是假设COD中的CODNB为常数。这一假设显然不符合实际，从普遍意义上讲CODNB不可能是常数，而是一个时间序列的随机变量。对于同一种废水、在同一断面取样，取样的时刻、取样时的外部条件、测定中的误差以及测试反应进行的程度等会使COD值具有随机性，从而使CODNB也具有随机特性，但并不意味着两个值完全不具有确定性。如前述，CODNB无非是由两类物质造成，即不可被生物降解的有机物和不能被生物所利用的还原性无机盐。就工业污水而言，如果生产工艺流程固定，生产的产品、原料和生产条件相同，那么污水中COD的相对组成应该是稳定的，即CODNB/COD的比

5、值应保持不变。对于某一地区的生活污水而言，由于生活习惯、生活条件、食物结构变化不大或基本相同，那么排出的生活污水中的各种有机和无机物的相对组成应该是稳定的，即是CODNB/COD的比值也应保持为常数。按照这一原则，假定:　　CODNB=kCOD　　(2)　　BOD与COD的分析　　BOD与COD的关系，可根据微生物对有机物降解生物化学过程加以分析，如图1。作为微生物营养基质、可被微生物降解的有机物(COD)，一部分通过微生物的呼吸代谢(异化作用)被氧化分解为无机物；另一部分通过合成代谢(同化作用)成为细胞物质，即表现为合成细菌体Ma，而Ma一部分通过内源呼吸而无机化，另一部

6、分则表现为菌体的增殖。因此实际上BODU≠CODB，而应　　　　图1有机物降解模式　　BODU=A·CODB+BC·CODB=(A+BC)·CODB　　(3)　　式中BODU——总生化需氧量　　CODB——可被微生物降解的化学需氧量　　A——呼吸代谢氧化有机物的比例系数　　B——合成代谢氧化有机物的比例系数　　C——内源呼吸氧化细胞物质的比例系数　　3COD与BOD5的相关关系　　相关方程　　有实验研究表明，城市污水基质的降解过程可用一级动力学模式来描述，亦即有:dC　　=-KC·C　　(4)　　dt　　dL　　=-KL·L　　(5)　　dt　　　　　　式中C——CODB的

7、浓度　　L——BOD的浓度　　t——时间　　在只要满足有氧条件、有机物质参与生化反应这一概念下，反应器内剩余BOD和剩余COD量的降解，应存在如下关系式:　　　　(6)　　式中α——有机物在生物降解时伴随的耗氧当量系数　　由式(6)得:　　　　(7)　　式中Lo、Co——生化反应开始时CODB与BOD的浓度　　因此有，在反应进行得很彻底时:　　　　(8)　　又因　　(9)　　由式(1)和(2)得:　　(10)　　将式(9)、(10)代入式(8)得:　　即　　(11)　　令则得：　　(12)　　表1COD与BOD5测