水処理における有機物含有量の包括的な指標

廃水処理における有機物含有量の包括的な指標は、2つのカテゴリに分類されます。

1つのタイプは、生化学的酸素需要（BOD）、化学酸素需要（COD）、および総酸素需要（TOD）など、水中で有機物を生成するために必要な酸素の量を表します。

他のタイプは、総有機炭素（TOC）などの炭素の量を表します。

同じタイプの廃水の場合、これらの指標の値は一般に異なります。大きさの順序は次のとおりです。

tod> cod> bod5> toc

TODは、高温での燃焼後、水中の還元物質を安定した酸化物に変換するために必要な酸素の量を指します。結果はmg/lで表されます。 TOD値は、水中のほぼすべての有機物を変換するために必要な酸素の量を反映しています（炭素（C）、水素（H）、酸素（O）、窒素（N）、リン（P）、硫黄（S）、およびその他の成分）をCO2、H2O、NOX、SO2、およびその他の物質に変換します。

TODは、BOD、COD、および過マンガン酸指数よりも理論的酸素需要（TOD）に近い。 TODは、触媒としてプラチナを使用して、特別なバーナーで900度で有機物を燃焼および酸化することによって測定されます。この測定は、CODよりも理論的酸素需要に近いものです。

TODインストゥルメンタル測定には、結果が生じるのに約3分しかかかりません。したがって、迅速な分析、シンプルさ、干渉を最小限に抑え、高精度の利点により、かなりの注目を集めています。 TODとBOD5の間で相関係数を決定できる場合、TODを生産インジケーターとして使用すると、実用的な値が大きくなります。

TOCは、水中の有機物の含有量を間接的に示す包括的な指標です。炭素（C）のmg/Lで発現する廃水中の有機物の総炭素含有量を表示します。典型的な都市廃水のTOCレベルは200 mg/Lに達する可能性がありますが、産業廃水のTOCレベルは広く範囲で、数万mg/Lに達します。二次生物学的治療後のTOCレベルは一般的にです<50 mg/L.

総有機炭素（TOC）の測定は、総有機物（TOD）の測定に似ています。触媒としてプラチナを使用して、900度で水サンプルを酸化および燃焼させます。ガス中のCO2の増加は、水サンプルの総炭素含有量を決定するために測定され、水サンプルの有機物の総量の包括的な指標を提供します。

TOC測定は高温燃焼を利用するため、有機物を完全に酸化します。 BODまたはCODよりも有機物の総量のより直接的な指標を提供します。したがって、水域の有機汚染の程度を評価するためによく使用されます。

CODは、特定の条件下で強い酸化剤（二クロム酸カリウムや過マンガン酸カリウムなど）と反応すると、水中の有機物によって消費される酸化剤から変換された酸素の量を指します。酸素のmg/Lで測定されます。二クロム酸カリウムを酸化剤として使用する場合、水中の有機物のほぼすべて（90％-95％）が酸化されます。この時点で消費された酸化剤から変換された酸素の量は、一般に化学酸素需要（CODCR）として知られており、しばしばCODCRとして略されます。

廃水のCODCR値には、水中のほぼすべての有機物を酸化するために必要な酸素需要が含まれているだけでなく、亜硝酸塩、鉄塩、硫化物などの無機化合物を酸化するために必要な酸素需要も含まれます。過マンガン酸カリウムを酸化剤として使用して測定された化学酸素需要は、コドマンまたはOCと略され、mg/lで発現して、過マンガン酸指数または酸素需要と呼ばれます。

過マンガン酸カリウムは二クロム酸カリウムよりも弱い酸化能力を持っているため、同じ水サンプルのCODMN値は一般にCODCR値よりも低くなっています。これは、CODMNが水中の容易に酸化可能な有機物質または無機物質の含有量のみを示すことを意味します。

したがって、ヨーロッパや米国の国を含む私の国と他の多くの国は、CODCRを有機汚染を制御するための包括的な指標として使用し、CODMNインデックスを海水、河川、湖、湖や飲料水などの地表水域の有機含有量を評価および監視するための単一の指標として使用します。

生化学的酸素需要（BOD）は、BODと略された生化学的酸素需要の略です。これは、酸素の存在下で20度の水中の有機物の生化学的酸化中に、好気性微生物によって消費される溶存酸素の量を表します。これは、水中の生分解性有機物を安定させるために必要な酸素の量を指します。 mg/lで表されます。

BODには、水中の好気性微生物の成長、生殖、または呼吸によって消費される酸素だけでなく、硫化物や鉄鉄などの無機物質を減らすことによって消費される酸素も含まれます。ただし、酸素のこの部分は通常、わずかな割合です。

20度の自然条件下では、有機物が硝化段階に酸化するのに必要な時間、すなわち、完全な分解と安定化は100日以上です。ただし、実際には、20度（20日間）のBOD20は、完全なBODを近似するためによく使用されます。ただし、生産アプリケーションでは、20日間の期間が長すぎると見なされ、20度（5日間）のBOD5は一般に廃水の有機物含有量の指標として使用されます。

BoD5は、重要な水質指標であるだけでなく、廃水の生物学的治療における重要な制御パラメーターでもあります。ただし、測定時間が長い（5日間）、廃水処理装置の操作をタイムリーに反映およびガイドすることはできません。プロセスのパフォーマンスを評価し、長期プロセス制御を実施するためにのみ使用できます。特定の廃水処理プラントの場合、CODを使用してBOD5値を大まかに推定して治療プロセスの調整をガイドするために、BOD5とCODの間の相関を確立できます。一部の産業廃水には微生物の成長と繁殖の条件がないため（毒性有機物の存在など）、そのbod5値を正確に測定することは不可能です。

化学酸素需要（COD）の廃水の値をテストすると、水中の有機物含有量を正確に決定できますが、CODは生分解性有機物と非生分解性有機物を区別することはできません。人々は従来、bod5/COD比を使用して、廃水の生分解性を決定していました。一般に、BoD5/COD比が0.3を超える場合、廃水は生分解法を使用して処理できると考えられています。 BOD5/COD比が0.2未満の場合、他の治療方法を考慮する必要があります。

化学酸素需要（COD）は、一般に生化学的酸素需要（BOD5）よりも高くなっています。 2つの値の違いは、微生物によって分解できない廃水の有機物の量をほぼ反映しています。比較的固定された汚染物質組成の廃水の場合、CODとBoD5は一般に特定の比例関係を持ち、互いを推測するために使用できます。