水处理工程师必懂的废水处理知识
一、为什么废水分析常用 COD 和 BOD？
废水中有机物种类繁多（可能含数十甚至上百种），逐一分析耗时耗力。研究发现，所有有机物都有两个共性：
至少由碳、氢组成；
绝大多数能被化学氧化或微生物氧化，生成无毒的 CO₂ 和 H₂O。
结论：废水中有机物越多，氧化过程消耗的氧量越多，二者成正比。因此，用“耗氧量”指标能综合反映有机物总量。
COD（化学需氧量）：用化学强氧化剂氧化废水所消耗的氧量。
BOD（生物需氧量）：用微生物氧化废水所消耗的氧量。
注意：COD 不仅表示有机物，还能表示还原性无机物（如硫化物、亚铁离子、亚硫酸钠、氯根等）。例如，若铁炭池出水中亚铁离子未完全去除，可能导致生化出水 COD 超标。
二、基本概念定义
1. 什么叫 COD（化学需氧量）？
定义：废水中能被氧化的物质，在强化学氧化剂作用下所需的氧量（单位：mg/L）。
常用方法：
重铬酸钾法（CODCr）：目前最常用，在强酸加热回流条件下氧化有机物，使用硫酸银作催化剂可使氧化率达 85–95%。
高锰酸钾法（CODMn）。
干扰处理：若废水中氯离子浓度高，需用硫酸汞屏蔽，以减少测定干扰。
2. 什么叫 BOD₅（五日生化需氧量）？
定义：在微生物存在下，废水进行生化降解 5 天 所需要的氧量（单位：mg/L）。
意义：表征废水被有机物污染的程度，是工程中最常用的指标。
三、COD 与 BOD₅ 的关系
根据可生化降解性，有机物分为三类：
可完全生物降解：如葡萄糖、乙醇；
部分生物降解：如甲醇；
不可生物降解且有毒性：如银杏酚、银杏酸、某些表面活性剂。
关系公式：
COD ≈ 总有机物（含可降解 + 不可降解部分）
BOD₅ ≈ 可生物降解的有机物
COD – BOD₅ ≈ 生物不可降解的有机物
四、废水的预处理
1. 什么叫预处理？
生化处理前的处理统称为预处理。因生化法成本低、运行稳，是主流手段；但废水中若含有毒有害物质会抑制微生物，故需预处理。
2. 预处理的两个目的：
将有毒、有抑制作用的物质削减、去除或转化为无害/有利物质，保障微生物生存；
在预处理阶段削减 COD 负荷，减轻生化系统负担。
3. 常用预处理工艺：
铁炭微电解 + Fe²⁺/Fe³⁺ 还原氧化法：
利用铁炭原电池效应促进氧化还原反应，破坏有毒物质；
在中和沉淀时，利用生成的 Fe²⁺/Fe³⁺ 活性絮体吸附有机物，降低 COD。
五、废水集水池的作用
作用：汇集、储存、均衡废水的水质和水量。
必要性：工业废水（尤其是精细化工）排放极不均衡（生产时排水，停产时不排；日内/班间波动大）。若不清浊分流，水质水量剧烈变化会严重影响处理设备的稳定运行和效果。集水池通过调节容积实现均质均量，保障后续系统稳定。
六、为什么废水中的胶体颗粒不易自然沉降？
易沉降物：比重大于 1 的悬浮物、大颗粒，可用自然沉降或离心法去除。
难沉降物：胶体颗粒（粒径 10⁻⁴ ~ 10⁻⁶ mm），极其稳定，自然沉降 1 米需约 200 年。
沉降极慢的两个原因：
电性斥力：胶体粒子通常带负电荷，同性相斥，阻止微粒间接触粘合；
水化层阻碍：胶体粒子表面包裹一层水分子（水化层），阻碍微粒彼此靠近粘合。
