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1.BOD生化需氧量

1.1. BOD的定义

生物化学需要量（BOD）简称生化需氧量，是指在一定期间内，微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质（特别是有机物质）所消耗的溶解氧的数量。以毫克/升或百分率、ppm 表示。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标，它说明水中有机物以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。

BOD值越高，说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。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，可经好氧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，则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。

1.2. BOD的检测

污水中各种有机物得到完全氧化分解的时间，总共约需 100 天，为了缩短检测时间，一般生化需氧量以被检验的水样在 20C下，5 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%。一般清净河流的五日生化需氧量不超过2毫克/升，若高于10毫克/升，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5毫克/升。我国污水综合排放标准规定，在工厂排出口，废水的生化需氧量二级标准的最高容许浓度为 60 毫克/升，地面水的生化需氧量不得超过4毫克/升。

1.3. 测定BOD的意义：

1)了解水中污染物的污染程度；

2)判断水源是否可以作为饮用水的水源；

3)制定江河水及排放废(污)水的卫生标准；

4)测定江、河、湖水排放水染热量；

5)评价污水处理场的处理能力；

6)作为污水处理设计时的参考数据。

王总交叉学科背景，同时精通发酵与环保，长期从事有关发酵企业环保问题研究，DFTC2023工艺大会特邀王总分享发酵后处理工段各种解决方案，欢迎大家报名参与。

2.COD化学需氧量

2.1. COD的定义

化学需氧量（COD）表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化1升污水中有机物所需的氧量，可大致表示污水中的有机物量。化学需氧量是水体有机污染的一项重要指标，能够反映出水体的污染程度。 所谓化学需氧量，是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。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，化学需氧量又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。

2.2. COD的检测

化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量的测定，随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同，其测定值也有不同。目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。高锰酸钾(KMnO4)法氧化率较低，但比较简便，在测定水样中有机物含量的相对比较低时，可以采用，又称高锰酸盐指数。重铬酸钾(K2Cr2O7)法氧化率高，再现性好，适用于测定水样中有机物的总量。

2.3. COD与BOD比较

COD的测定不受水质条件限制，测定的时间短。但是COD不能区分可被生物氧化的和难以被生物氧化的有机物不能表示出微生物所能氧化的有机物量，而且化学氧化剂不仅不能氧化全部有机物，反而会把某些还原性的无机物也氧化了。由于水中的有机物成分复杂，种很多，但是耗氧量测定中被氧化的物质，包括含碳的有机物，也包括还原性的无机物，而且在有机物中不包括化学性质较稳定的动物性有机物质，所以它不能确切地反映有机物的含量。

因此，用耗氧量估计有机物对地面水的污染程度，不如生化需氧量准确。所以采用BOD作为有机物污染程度的指标较为合适，在水质条件限制不能做BOD测定时，可用COD代替。

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3.溶解氧超饱和

3.1. 溶解氧超饱和定义

溶解氧超过饱和溶解氧是指水中氧气含量高于该温度、盐度和气压下的饱和溶解氧含量，一般称为氧超饱和。此时，氧气已经过饱和，大量的氧气释放到水中，从而形成了氧泡。这种现象通常是由于富含氧气的上游地区的水流进入下游水体而引起的。在水流过程中，因剧烈掺气等原因造成空气中的分子态氧溶解在水中成为溶解氧的量显著增加，使得水体中溶解氧超饱和的现象。

3.2. 溶解氧超饱和的影响
水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。在自然情况下，空气中的含氧量变动不大，故水温是主要的因素。水温愈低，水中溶解氧的含量愈高。但是水利工程会造成溶解氧的超饱和现象。如在高坝大库条件下的泄水建筑物过流或大坝通过泄洪孔洞泄流时，水流跌落的过程中伴随着剧烈的水气交换，往往因剧烈气使得下游水体中溶解气体含量显著增加，造成下游更远的范围。从而对水生生物特别是鱼类造成不利影响和伤害。

具体有以下几点：

1)氧超饱和现象提高了水中氧气浓度，为水中的有氧调节生物提供了更多的氧气，从而促进了水中生物的生长和繁殖。

2)氧超饱和现象所带来的氧泡在水中的扩散和聚集，会阻止水中光合作用和呼吸作用的进行，从而使得水中的生物过度消耗氧气，加速氧气的消耗，最终导致氧气不足的现象发生，即水体缺氧。

3)氧超饱和现象能够促进水中有机物的降解和释放，从而促进营养盐的循环，提高水质。

4)氧超饱和现象还会带来大量的微生物，从而加重水体的细菌污染。

3.3. 溶解氧超饱和的应用

在实际应用中，氧超饱和现象的影响需要视具体情况而定。为了避免氧超饱和现象对水生生物和水质的影响，应采取适当的水资源管理措施。例如，在水库和水闸处设置氧化还原阀门，控制上游水体中氧气的进入，保证下游水体的氧气含量不会超过饱和溶解氧。此外还可以增加水体的水流速率，充分混合水中的氧气，以缓解氧超饱和现象的影响。

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