はじめに: 廃水中の有機汚染物質には、COD と BOD という 2 つの主要な特性指標があります。 TOC (全有機炭素) などの他の指標は、それほど頻繁には表示されません。つまり、COD は廃水中の有機汚染物質の含有量を効果的に特徴づけ、検出時間が短いため、一般に工学設計に使用されます。一方、BOD は廃水中の容易に生分解される有機物を表しますが、必ずしも非生分解性部分であるとは限りません。 BOD/COD 比は廃水の生分解性を示すために使用されます。比率 > 0.3 は良好な生分解性を示します。
その理由は、BOD は廃水中のすべての汚染物質の含有量を特徴づけることができないためであり、特に BOD 測定値が最小限である難分解性廃水の場合はそうです。ただし、これは廃水を生物学的に処理できないという意味ではありません。むしろ、生分解性を向上させるには、嫌気性加水分解や高度な酸化などの方法が必要です。ほとんどの有機物は生分解性です。
CODの定義と分析方法
1. COD（化学的酸素要求量）
化学的酸素要求量とは、強力な酸化剤 (重クロム酸カリウムや過マンガン酸カリウムなど) によって酸化される水中の有機物および無機還元物質によって消費される酸素の量を指します。単位はmg/Lです。
2. 特徴
これは、難分解性有機物を含む、水中のすべての化学的に酸化可能な汚染物質の総量を反映します。
3. CODの役割
水質汚染の程度を迅速に評価し、産業廃水処理プロセスの調整を導きます。難分解性有機物 (農薬や多環芳香族炭化水素など) を検出し、産業排出が基準を満たしているかどうかを監視します。
4. その他の注意事項
COD は、CODcr と CODmn (過マンガン酸指数とも呼ばれます) の 2 つの方法で表され、2 つの異なる酸化剤の消費量を表します。
もちろん、測定された COD 値がすべて有機物であるとは限りません。廃水中の硫化ナトリウムや硫酸第一鉄など、還元性物質は過マンガン酸塩や重クロム酸塩によって酸化される可能性があります。明確に定義された還元特性を持つ物質の場合、干渉を排除する必要があります。 COD測定の対象は当然有機物です。
5. 分析方法
重クロム酸カリウム法（標準法）：
1. 水サンプルを強力な酸化剤 (重クロム酸カリウム) と濃硫酸で高温で還流します。
2. 滴定または分光光度法により未還元の酸化剤の量を測定し、酸素消費量を計算します。
過マンガン酸カリウム法（急速法）：
同じプロセスですが、酸化剤が過マンガン酸カリウムに置き換えられます。
注: 消費された酸化剤の量は酸素の量に換算する必要があります。これは電子伝達の等価性から計算されます。たとえば、重クロム酸カリウムを 1 単位消費すると 2 電子が移動し、酸素を 1 単位消費すると 4 電子が移動します。
BODの定義と分析方法
1. BOD（生物化学的酸素要求量）
生物化学的酸素要求量とは、特定の温度（通常 20 度）および時間（通常 5 日間）で水中の有機物を分解する際に微生物が消費する溶存酸素量を指し、mg/L で測定されます。
解説：好気性微生物による有機汚染物質の分解過程は２段階に分けられます。最初の段階では、有機物は二酸化炭素、水、アンモニアに変換されます。第 2 段階では、アンモニア性窒素が硝酸性窒素に変換されます。通常、最初の段階が完了するまでに 20 日かかり、BOD20 値が得られます。ただし、この期間は長すぎるため (データを待っていると遅すぎることがよくあります)、通常は 5 日間にわたって測定された BOD5 の結果が生物化学的酸素要求量 (BOD) として使用されます。 ＢＯＤ５は、通常、第１段階のＢＯＤの約７０％を占める。
2. 特徴
分解されやすい有機物による汚染の度合いのみを反映します。
3. 取締役会の役割
水域の自己浄化能力と廃水処理プラントの処理効率を評価します。-これは、生態系に対する生分解性有機物の潜在的な影響（例えば、魚の酸素欠乏を引き起こす）を反映しています。
4. 分析方法
希釈接種法（BOD₅）
1. 水サンプルを希釈した後、栄養素と微生物の接種材料を加え、BOD ボトルに密封します。
2. 20℃、暗所で5日間培養し、接種前後の溶存酸素量の差を測定します。
3. 微生物の活動を阻害しないように、pH と温度を制御する必要があります。
器楽法
-BODMn センサーを使用したリアルタイム モニタリングが採用されていますが、依然として従来の希釈方法が主流のアプローチです。
主な違い
酸化度: COD はほぼすべての有機物 (リグニンや染料など) を酸化しますが、BOD は微生物が利用できる部分のみを対象とします。
干渉因子: COD は Cl⁻ の影響を受ける可能性がありますが (マスキング剤が必要)、BOD は微生物の活動の影響を受けます (毒性と栄養状態を制御する必要があります)。
実用化: COD は汚染源の迅速なスクリーニングに使用され、BOD は生物学的処理の有効性と環境リスクの評価に使用されます。