城市污水BOD與COD關(guān)系的探討

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1、城市污水BOD與COD關(guān)系的探討　　簡介：從BOD與COD的構(gòu)成及降解動力學(xué)出發(fā)，探討了BOD與COD的相關(guān)關(guān)系，得到了BOD5與COD的相關(guān)模型。應(yīng)用某城市污水的實測數(shù)據(jù)和數(shù)理統(tǒng)計方法對模型進(jìn)行了檢驗，表明該模型具有適用性。提出并討論了當(dāng)量耗氧系數(shù)和城市污水最大BOD5/COD之值。關(guān)鍵字：城市污水BODCOD化學(xué)需氧量生化需氧量　　1前言　　化學(xué)需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)是用來表明廢水特性，評價廢水處理構(gòu)筑物效率的重要指標(biāo)。COD是在酸性條件下用強(qiáng)氧化劑，將水中有機(jī)物氧化為簡單穩(wěn)定的無機(jī)物所消耗的氧量，其測定歷時短，不受毒物限制，測定設(shè)備簡單易于普及。BOD

2、表示水中有機(jī)物在有氧條件下，被微生物分解代謝所消耗掉的溶氧量，它間接地表示了水中可生化有機(jī)物的量。盡管BOD作為評價有機(jī)污染和生物處理構(gòu)筑物性能的綜合指標(biāo)已被廣泛采用，但是它測定所需歷時長(一般用5日計為BOD5)，不能及時迅速地反映生物處理構(gòu)筑物的運(yùn)行情況，測定條件又要求嚴(yán)格，且易受到水中毒物、營養(yǎng)條件以及菌種的干擾，因此不易操作分析。近年來，諸多環(huán)境學(xué)工作者在快速測定BOD方面做了許多工作。如以30℃BOD代替BOD5[1]，用固定化微生物傳感器測定BOD[2]等；另一方面試圖尋求廢水中BOD5與COD之間的相互關(guān)系[3]～[5]]，以期能根據(jù)測得的COD值和其相關(guān)方程

3、預(yù)報出BOD5的值。本文擬從BOD與COD構(gòu)成和降解動力學(xué)出發(fā)，對BOD與COD的關(guān)系進(jìn)行分析，以求得城市污水BOD5與COD的關(guān)系模型?！　?BOD、COD特點(diǎn)的分析　　COD組成分析　　在大多數(shù)情況下，污水中許多能被重鉻酸鉀氧化的有機(jī)化合物，不一定能被生物化學(xué)作用氧化，某些無機(jī)離子如硫化物、硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞鐵離子等可被重鉻酸鉀氧化，卻不能被BOD實驗測定出含量來。因化COD值主要包括兩部分；即不能被微生物降解的物質(zhì)(CODNB)和能被微生物降解的有機(jī)物質(zhì)(CODB)，表示成關(guān)系式為:　　COD=CODB十CODNB　　(1)　　CODNB與COD分析　　以往對B

4、OD5和COD相關(guān)性的研討中，大多是假設(shè)COD中的CODNB為常數(shù)。這一假設(shè)顯然不符合實際，從普遍意義上講CODNB不可能是常數(shù)，而是一個時間序列的隨機(jī)變量。對于同一種廢水、在同一斷面取樣，取樣的時刻、取樣時的外部條件、測定中的誤差以及測試反應(yīng)進(jìn)行的程度等會使COD值具有隨機(jī)性，從而使CODNB也具有隨機(jī)特性，但并不意味著兩個值完全不具有確定性。如前述，CODNB無非是由兩類物質(zhì)造成，即不可被生物降解的有機(jī)物和不能被生物所利用的還原性無機(jī)鹽。就工業(yè)污水而言，如果生產(chǎn)工藝流程固定，生產(chǎn)的產(chǎn)品、原料和生產(chǎn)條件相同，那么污水中COD的相對組成應(yīng)該是穩(wěn)定的，即CODNB/COD的比

5、值應(yīng)保持不變。對于某一地區(qū)的生活污水而言，由于生活習(xí)慣、生活條件、食物結(jié)構(gòu)變化不大或基本相同，那么排出的生活污水中的各種有機(jī)和無機(jī)物的相對組成應(yīng)該是穩(wěn)定的，即是CODNB/COD的比值也應(yīng)保持為常數(shù)。按照這一原則，假定:　　CODNB=kCOD　　(2)　　BOD與COD的分析　　BOD與COD的關(guān)系，可根據(jù)微生物對有機(jī)物降解生物化學(xué)過程加以分析，如圖1。作為微生物營養(yǎng)基質(zhì)、可被微生物降解的有機(jī)物(COD)，一部分通過微生物的呼吸代謝(異化作用)被氧化分解為無機(jī)物；另一部分通過合成代謝(同化作用)成為細(xì)胞物質(zhì)，即表現(xiàn)為合成細(xì)菌體Ma，而Ma一部分通過內(nèi)源呼吸而無機(jī)化，另一部

6、分則表現(xiàn)為菌體的增殖。因此實際上BODU≠CODB，而應(yīng)　　　　圖1有機(jī)物降解模式　　BODU=A·CODB+BC·CODB=(A+BC)·CODB　　(3)　　式中BODU——總生化需氧量　　CODB——可被微生物降解的化學(xué)需氧量　　A——呼吸代謝氧化有機(jī)物的比例系數(shù)　　B——合成代謝氧化有機(jī)物的比例系數(shù)　　C——內(nèi)源呼吸氧化細(xì)胞物質(zhì)的比例系數(shù)　　3COD與BOD5的相關(guān)關(guān)系　　相關(guān)方程　　有實驗研究表明，城市污水基質(zhì)的降解過程可用一級動力學(xué)模式來描述，亦即有:dC　　=-KC·C　　(4)　　dt　　dL　　=-KL·L　　(5)　　dt　　　　　　式中C——CODB的

7、濃度　　L——BOD的濃度　　t——時間　　在只要滿足有氧條件、有機(jī)物質(zhì)參與生化反應(yīng)這一概念下，反應(yīng)器內(nèi)剩余BOD和剩余COD量的降解，應(yīng)存在如下關(guān)系式:　　　　(6)　　式中α——有機(jī)物在生物降解時伴隨的耗氧當(dāng)量系數(shù)　　由式(6)得:　　　　(7)　　式中Lo、Co——生化反應(yīng)開始時CODB與BOD的濃度　　因此有，在反應(yīng)進(jìn)行得很徹底時:　　　　(8)　　又因　　(9)　　由式(1)和(2)得:　　(10)　　將式(9)、(10)代入式(8)得:　　即　　(11)　　令則得：　　(12)　　表1COD與BOD5測