化學(xué)需氧量（COD）是指废水中能(néng)被氧化的物(wù)质在被化學(xué)氧化剂氧化时，所需要的氧量，以氧的毫克/升作為(wèi)单位。它是目前用(yòng)来测定废水中有(yǒu)机物(wù)含量的一种最常用(yòng)的手段。COD分(fēn)析中常用(yòng)的氧化剂有(yǒu)高锰酸钾（锰法CODMn）和重铬酸钾（铬法CODCr），现在常用(yòng)重铬酸钾法。废水在强酸加热沸腾回流条件下对有(yǒu)机物(wù)实行氧化，用(yòng)硫酸银作催化剂时可(kě)以使大多(duō)数的有(yǒu)机物(wù)的氧化率提高到85-95%。如果废水中含有(yǒu)较高浓度的氯根离子，应该用(yòng)硫酸汞将氯离子屏蔽掉，以减少对COD的测定干扰。

生化需氧量也可(kě)以表征废水被有(yǒu)机物(wù)污染的程度，最常用(yòng)的為(wèi)5日生化需氧量，以BOD5表示，它表示废水在微生物(wù)存在下进行生化降解5日内所需要的氧的数量。今后我们将经常使用(yòng)5日生化需氧量。

有(yǒu)的有(yǒu)机物(wù)是可(kě)以被生物(wù)氧化降解的（如葡萄糖和乙醇），有(yǒu)的有(yǒu)机物(wù)只能(néng)部分(fēn)被生物(wù)氧化降解（如甲醇），而有(yǒu)的有(yǒu)机物(wù)是不能(néng)被生物(wù)氧化降解的而且还具有(yǒu)毒性（如银杏酚、银杏酸、某些表面活性剂）。因此，我们可(kě)以把水中的有(yǒu)机物(wù)分(fēn)成2个部分(fēn)，即可(kě)以生化降解的有(yǒu)机物(wù)和不可(kě)生化降解的有(yǒu)机物(wù)。

通常认為(wèi)COD基本上可(kě)表示水中的所有(yǒu)的有(yǒu)机物(wù)。而BOD為(wèi)水中可(kě)以生物(wù)降解的有(yǒu)机物(wù)，因此COD与BOD的差值可(kě)以表示废水中生物(wù)不可(kě)降解部分(fēn)的有(yǒu)机物(wù)。

B/C是BOD5与COD比值的缩写，该比值可(kě)以表示废水的可(kě)生化降解特性。因此，BOD5/COD值常常被作為(wèi)有(yǒu)机物(wù)生物(wù)降解性的评价指标。

生化处理(lǐ)前的处理(lǐ)一般都习惯地叫作预处理(lǐ)。由于生化法处理(lǐ)费用(yòng)比较低、运行比较稳定，因此一般的工业废水都采用(yòng)生化法处理(lǐ)，废水的治理(lǐ)也以生化法作為(wèi)主要的处理(lǐ)手段。但废水中含有(yǒu)某些对微生物(wù)有(yǒu)抑制、有(yǒu)毒害的有(yǒu)机物(wù)质，因此废水在进入生化池之前必须进行必要的预处理(lǐ)，目的是将废水中对微生物(wù)有(yǒu)抑制、有(yǒu)毒害的物(wù)质尽可(kě)能(néng)地削减或去除，以保证生化池中的微生物(wù)能(néng)正常地运行。

预处理(lǐ)的目的有(yǒu)二个：一是将废水中对微生物(wù)有(yǒu)抑制有(yǒu)毒害、有(yǒu)抑制作用(yòng)的物(wù)质尽可(kě)能(néng)地消减和去除或转化為(wèi)对微生物(wù)无害或有(yǒu)利的物(wù)质，以保证生化池中的微生物(wù)能(néng)正常运行；其二是在预处理(lǐ)过程中削减COD负荷，以减轻生化池的运行负担。

废水集水池的作用(yòng)是汇集、储存和均衡废水的水质水量。

各个車(chē)间的生产废水，其排出的废水水量和水质一般来说是不均衡的，生产时有(yǒu)废水，不生产时就没有(yǒu)废水，甚至在一日之内或班产之间都可(kě)能(néng)有(yǒu)很(hěn)大的变化，特别是精细化工行业的废水，如果清浊废水不分(fēn)流，则工艺浓废水与轻污染废水的水质水量变化很(hěn)大，这种变化对废水处理(lǐ)设施设备的正常操作及处理(lǐ)效果是很(hěn)不利的，甚至是有(yǒu)害的。因此废水在进入主要污水处理(lǐ)系统前，都要设置一个有(yǒu)一定容积的废水集水池，将废水储存起来并使其均质均量，以保证废水处理(lǐ)设备和设施的正常运行。

废水中许多(duō)比重大于1的杂质悬浮物(wù)、大颗粒、易沉降的悬浮物(wù)都可(kě)以用(yòng)自然沉降、离心等方法去除。

但比重小(xiǎo)于1的、微小(xiǎo)的甚至肉眼无法看到的悬浮物(wù)颗粒则很(hěn)难自然沉降，如胶體(tǐ)颗粒是10-4～10-6mm大小(xiǎo)的微粒，在水中非常稳定，它的沉降速度极慢，沉降1m需耕时200年。

沉降慢的原因有(yǒu)二个:一、胶體(tǐ)粒子都带有(yǒu)负電(diàn)荷，由于同性相斥的原因，从而阻止胶體(tǐ)微粒间的接触，不能(néng)被彼此粘合，悬浮于水中。二、胶體(tǐ)粒子表面还有(yǒu)一层分(fēn)子紧紧地包围着，这层水化层也阻碍和隔绝胶體(tǐ)微粒之间的接触，不能(néng)被彼此粘合，悬浮于水中。

要使胶體(tǐ)颗粒沉淀，就要促使胶體(tǐ)颗粒相互接触，使之成為(wèi)大的颗粒，亦即凝聚起来，使其比重大于1而沉淀。

采用(yòng)的方法有(yǒu)很(hěn)多(duō)种，工程上常用(yòng)的技术有(yǒu)：凝聚法、絮凝法和混凝法。

在废水中投加带正离子的混凝药剂，大量正离子在胶體(tǐ)粒子之间的存在以消除胶體(tǐ)粒子之间的静電(diàn)排斥，从而使微粒聚结，这种通过投加正离子電(diàn)解质的方法，使得胶體(tǐ)微粒相互聚结的过程称為(wèi)凝聚。常用(yòng)地凝聚剂有(yǒu)硫酸铝、硫酸亚铁、明矾、氯化铁等。

絮凝是在废水中加入高分(fēn)子混凝药剂，高分(fēn)子混凝药剂溶解后，会形成高分(fēn)子聚合物(wù)。这种高聚物(wù)的结构是線(xiàn)型结构，線(xiàn)的一端拉着一个微小(xiǎo)粒子，另一端拉着另一个微小(xiǎo)粒子，在相距较遠(yuǎn)两个粒子之间起着粘结架桥的作用(yòng)，使得微粒逐渐变大，最终形成大颗粒的絮凝體(tǐ)（俗称矾花(huā)），加速颗粒沉降。常用(yòng)的絮聚剂有(yǒu)聚丙烯酰胺（PAM）、聚铁（PE）等。

凝聚与絮凝结合在一起使用(yòng)的过程為(wèi)混凝过程。混凝在实验或工程上被经常应用(yòng)，如先在水中投加硫酸亚铁等药剂，消除胶體(tǐ)粒子之间的静電(diàn)排斥，然后再投加聚丙烯酰胺（PAM），使得微粒逐渐变大，形成肉眼可(kě)见的矾花(huā)，最后产生沉降。

利用(yòng)多(duō)孔性固體(tǐ)（如活性炭）或絮體(tǐ)物(wù)质（如聚铁）将废水中的有(yǒu)毒有(yǒu)害物(wù)质吸附在固體(tǐ)或絮體(tǐ)的表面上或微孔内，达到净化水质的目的，这种处理(lǐ)方法称作為(wèi)吸附处理(lǐ)。吸附的对象可(kě)以是不溶性固體(tǐ)物(wù)质，也可(kě)以是溶解性物(wù)质。吸附处理(lǐ)的效率高，出水水质好，因此常作為(wèi)废水深度处理(lǐ)。也可(kě)在生化处理(lǐ)单元中引入吸附处理(lǐ)，以提高生化处理(lǐ)效率（如PACT法就是其中的一种）。

废水的生物(wù)化學(xué)处理(lǐ)是废水处理(lǐ)系统中最重要的过程之一，简称生化处理(lǐ)。生化处理(lǐ)是利用(yòng)微生物(wù)的生命活动过程将废水中的可(kě)溶性的有(yǒu)机物(wù)及部分(fēn)不溶性的有(yǒu)机物(wù)有(yǒu)效地去除，使水得到净化。

由于废水中存在碳水化合物(wù)、脂肪、蛋白质等有(yǒu)机物(wù)，这些无生命的有(yǒu)机物(wù)是微生物(wù)的食料，一部分(fēn)降解、合成為(wèi)细胞物(wù)质（组合代謝(xiè)产物(wù)），另一部分(fēn)降解氧化為(wèi)水份，二氧化碳等（分(fēn)解代謝(xiè)产物(wù)），在此过程中废水中的有(yǒu)机污染物(wù)被微生物(wù)降解去除。

在废水生物(wù)处理(lǐ)中，微生物(wù)最适宜的温度范围一般為(wèi)16-30℃，最高温度在37-43℃，当温度低于10℃时，微生物(wù)将不再生長(cháng)。

在适宜的温度范围内，温度每提高10℃，微生物(wù)的代謝(xiè)速率会相应提高，COD的去除率也会提高10%左右；相反，温度每降低10℃，COD的去除率会降低10%，因此在冬季时，COD的生化去除率会明显低于其它季节。

微生物(wù)的生命活动、物(wù)质代謝(xiè)与pH值有(yǒu)密切关系。大多(duō)数微生物(wù)对pH的适应范围在4.5-9，而最适宜的pH值的范围在6.5-7.5。当pH低于6.5时，真菌开始与细菌竞争，pH到4.5时，真菌在生化池内将占完全的优势，其结果是严重影响污泥的沉降结果；当pH超过9时，微生物(wù)的代謝(xiè)速度将受到阻碍。

不同的微生物(wù)对pH值的适应范围要求是不一样的。在好氧生物(wù)处理(lǐ)中，pH可(kě)在6.5-8.5之间变化；厌氧生物(wù)处理(lǐ)中，微生物(wù)以pH的要求比较严格，pH应在6.7-7.4之间。

溶解在水體(tǐ)中的氧被称溶解氧。水體(tǐ)中的生物(wù)与好氧微生物(wù)，它们所赖以生存的氧气就是溶解氧。不同的微生物(wù)对溶解氧的要求是不一样的。好氧微生物(wù)需要供给充足的溶解氧，一般来说，溶解氧应维持在3mg/L為(wèi)宜，最低不应低于2mg/L；兼氧微生物(wù)要求溶解氧的范围在0.2-2.0mg/L之间；而厌氧微生物(wù)要求溶解氧的范围在0.2mg/L以下。

微生物(wù)的单位结构是细胞，细胞壁相当于半渗透膜，在氯离子浓度小(xiǎo)于等于2000mg/L时，细胞壁可(kě)承受的渗透压為(wèi)0.5-1.0大气压，即使加上细胞壁和细胞质膜有(yǒu)一定的坚韧性和弹性，细胞壁可(kě)承受的渗透压也不会大于5-6大气压。

但当水溶液中的氯离子浓度在5000mg/L以上时，渗透压大约将增大至10-30大气压，在这样大的渗透压下，微生物(wù)體(tǐ)内的水分(fēn)子会大量渗透到體(tǐ)外溶液中，造成细胞失水而发生质壁分(fēn)离，严重者微生物(wù)死亡。

工程经验数据表明：当废水中的氯离子浓度大于2000mg/L时，微生物(wù)的活性将受到抑止，COD去除率会明显下降；当废水中的氯离子浓度大于8000mg/L时，会造成污泥體(tǐ)积膨胀，水面泛出大量泡沫，微生物(wù)会相继死亡。

生化处理(lǐ)根据微生物(wù)生長(cháng)对氧环境的要求的不同，可(kě)分(fēn)為(wèi)好氧生化处理(lǐ)与缺氧生化处理(lǐ)两大类，缺氧生化处理(lǐ)又(yòu)可(kě)分(fēn)為(wèi)兼氧生化处理(lǐ)和厌氧生化处理(lǐ)。在好氧生化处理(lǐ)过程中，好氧微生物(wù)必须在大量氧的存在下生長(cháng)繁殖，并降低废水中的有(yǒu)机物(wù)质；而兼氧生化处理(lǐ)过程中，兼氧微生物(wù)只需要少量氧即可(kě)生長(cháng)繁殖并对废水中的有(yǒu)机物(wù)质进行降解处理(lǐ)，如果水中氧太多(duō)，兼氧微生物(wù)反而生長(cháng)不好从而影响它对有(yǒu)机物(wù)质的处理(lǐ)效率。

兼氧微生物(wù)可(kě)适应COD浓度较高的废水，进水COD浓度可(kě)提高到2000mg/L以上，COD去除率一般在50-80%；而好氧微生物(wù)只能(néng)适应于COD浓度较低的废水，进水COD浓度一般控制在1000-1500mg/L以下，COD去除率一般在50-80%，兼氧生化处理(lǐ)和好氧生化处理(lǐ)的时间都不太長(cháng)，一般都在12-24小(xiǎo)时。人们利用(yòng)兼氧生化和好氧生化之间的差别和相同之長(cháng)，将兼氧生化处理(lǐ)和好氧生化处理(lǐ)组合起来，让COD浓度较高的废水先进行兼氧生化处理(lǐ)，再让兼氧池的处理(lǐ)出水作為(wèi)好氧池的进水，这样的组合处理(lǐ)可(kě)以减少生化池的容积，既节省了环保投资又(yòu)减少了日常的运行费用(yòng)。

厌氧生化处理(lǐ)与兼氧生化处理(lǐ)的原理(lǐ)和作用(yòng)是一样的。厌氧生化处理(lǐ)与兼氧生化处理(lǐ)的不同之处是：厌氧微生物(wù)繁殖生長(cháng)及其对有(yǒu)机物(wù)质降解处理(lǐ)的过程中不需要任何氧，而且厌氧微生物(wù)可(kě)适应更高COD浓度的废水（4000-10000mg/L）。厌氧生化处理(lǐ)的缺点是生化处理(lǐ)时间很(hěn)長(cháng)，废水在厌氧生化池内的停留时间一般需要40小(xiǎo)时以上。

生物(wù)处理(lǐ)在废水处理(lǐ)工程上应用(yòng)得最广泛最实用(yòng)的技术有(yǒu)二大类：一类叫做活性污泥法，另一类叫做生物(wù)膜法。

活性污泥法是以悬浮状生物(wù)群體(tǐ)的生化代謝(xiè)作用(yòng)进行好氧的废水处理(lǐ)形式。微生物(wù)在生長(cháng)繁殖过程中可(kě)以形成表面积较大的菌胶团，它可(kě)以大量絮凝和吸附废水的悬浮的胶體(tǐ)状或溶解的污染物(wù)，并将这些物(wù)质吸收入细胞體(tǐ)内，在氧的参与下，将这些物(wù)质完全氧化放出能(néng)量、CO2和H2O。活性污泥法的污泥浓度一般在4g/L。

而在生物(wù)膜法中，微生物(wù)附着在填料的表面，形成胶质相连的生物(wù)膜。生物(wù)膜一般呈蓬松的絮状结构，微孔较多(duō)，表面积很(hěn)大，具有(yǒu)很(hěn)强的吸附作用(yòng)，有(yǒu)利于微生物(wù)进一步对这些被吸附的有(yǒu)机物(wù)分(fēn)解和利用(yòng)。在处理(lǐ)过程中，水的流动和空气的搅动使生物(wù)膜表面和水不断接触，废水中的有(yǒu)机污染物(wù)和溶解氧為(wèi)生物(wù)膜所吸附，生物(wù)膜上的微生物(wù)不断分(fēn)解这些有(yǒu)机物(wù)质，在氧化分(fēn)解有(yǒu)机物(wù)质的同时，生物(wù)膜本身也不断新(xīn)陈代謝(xiè)，衰老的生物(wù)膜脱落下来被处理(lǐ)出水从生物(wù)处理(lǐ)设施中带出并在沉淀池中与水分(fēn)离。生物(wù)膜法的污泥浓度一般在6-8g/L。

為(wèi)了提高污泥浓度，进而提高处理(lǐ)效率，可(kě)以将活性污泥法与生物(wù)膜法结合起来，即在活性污泥池中添加填料，这种既有(yǒu)挂膜的微生物(wù)又(yòu)有(yǒu)悬浮微生物(wù)的生物(wù)反应器称為(wèi)复合式生物(wù)反应器，它具有(yǒu)很(hěn)高的污泥浓度，一般在14g/L左右。

活性污泥除了由微生物(wù)组成之外，还含有(yǒu)一些无机物(wù)质和吸附在活性污泥上不能(néng)再被生物(wù)降解的有(yǒu)机物(wù)（即微生物(wù)的代謝(xiè)残余物(wù)）。活性污泥的含水率一般在98-99%。活性污泥象矾花(huā)一样，具有(yǒu)很(hěn)大的表面积，因此具有(yǒu)很(hěn)强的吸附力和氧化分(fēn)解有(yǒu)机物(wù)的能(néng)力。

活性污泥法与生物(wù)膜法的活性污泥生長(cháng)情况的判别和评价是不一样的。在生物(wù)膜法中，活性污泥生長(cháng)情况的评价主要采用(yòng)显微镜直接观察生物(wù)相。

在活性污泥法中，评价活性污泥生長(cháng)情况的评价除了直接用(yòng)显微镜观察生物(wù)相外，常用(yòng)的评价指标还有(yǒu)：混合液悬浮固體(tǐ)（MLSS），混合液挥发性悬浮固體(tǐ)（MLVSS），污泥沉降比（SV），污泥沉降指数（SVI）等。

微型后生动物(wù)（如轮虫、線(xiàn)虫等）的出现则表明微生物(wù)群落生長(cháng)良好，活性污泥的生态系统比较稳定，这时候的生化处理(lǐ)效果最佳，这就好比能(néng)经常捕获到大鱼的河流里，小(xiǎo)鱼小(xiǎo)虾生長(cháng)良好的情况一样。

混合液悬浮固體(tǐ)（MLSS）亦要称為(wèi)污泥浓度，它是指单位體(tǐ)积生化池混合液所含干污泥的重量，单位為(wèi)毫克/升，用(yòng)来表征活性污泥浓度。它包括有(yǒu)机物(wù)和无机物(wù)两部分(fēn)。一般来说SBR生化池内MLSS值控制在2000-4000mg/L左右為(wèi)宜。

混合液挥发性悬浮固體(tǐ)（MLVSS）是指单位體(tǐ)积生化池混合液所含干污泥中可(kě)挥发性物(wù)质的重量，单位也是毫克/升，由于它不包括活性污泥中的无机物(wù)，因此能(néng)较确切地代表活性污泥中微生物(wù)的数量。

污泥沉降比（SV）是指曝气池内混合液在100毫升量筒中，静止沉淀30分(fēn)钟后，沉淀污泥与混合液之體(tǐ)积比（%），因此有(yǒu)时也用(yòng)SV30来表示。一般来说生化池内的SV在20-40%之间。污泥沉降比测定比较简单，是评定活性污泥的重要指标之一，它常被用(yòng)于控制剩余污泥的排放和及时反时污泥膨胀等异常现象。显然，SV与污泥浓度也有(yǒu)关系。

污泥指数（SVI）全称污泥容积指数，1克干污泥在湿态时所占體(tǐ)积的毫升数，其计算公式如下為(wèi)：

SVI＝SV*10/MLSS

SVI剔除了污泥浓度因素的影响，更能(néng)反映活性污泥凝聚性和沉降性，一般认為(wèi)：当60＜SVI＜100时，污泥沉降性能(néng)好

当100＜SVI＜200时，污泥沉降性能(néng)一般

当200＜SVI＜300时，污泥由膨胀的趋势

当SVI＞300时，污泥已膨胀

溶解氧（DO）表示水中氧的溶解量，单位用(yòng)mg/L表示。不同的生化处理(lǐ)方式对溶解氧的要求也不同，在兼氧生化过程中，水中的溶解氧一般在0.2-2.0mg/L之间，而在SBR好氧生化过程中，水中的溶解氧一般在2.0-8.0mg/L之间。因此，兼氧池操作时曝气量要小(xiǎo)，曝气时间要短；而在SBR好氧池操作时，曝气量和曝气时间要大得多(duō)和長(cháng)得多(duō)，而我们用(yòng)的是接触氧化，溶解氧控制在2.0-4.0mg/L。

微生物(wù)像动物(wù)植物(wù)一样也需要必要的营养物(wù)质才能(néng)够生長(cháng)繁殖，微生物(wù)所需要的营养物(wù)质主要是指碳（C）、氮（N）、和磷（P），废水中主要营养元素的组成比例有(yǒu)一定的要求，对于好氧生化一般為(wèi)C:N:P＝100:5:1（重量比）。

在生化处理(lǐ)过程中，活性污泥中的微生物(wù)不断地消耗着废水中的有(yǒu)机物(wù)质。被消耗的有(yǒu)机物(wù)质中，一部分(fēn)有(yǒu)机物(wù)质被氧化以提供微生物(wù)生命活动所需的能(néng)量，另一部分(fēn)有(yǒu)机物(wù)质则被微生物(wù)利用(yòng)以合成新(xīn)的细胞质，从而使微生物(wù)繁衍生殖，微生物(wù)在新(xīn)陈代謝(xiè)的同时，又(yòu)有(yǒu)一部分(fēn)老的微生物(wù)死亡，故产生了剩余污泥。

水體(tǐ)富营养化是发生在淡水中，由水體(tǐ)中氮、磷、钾含量过高导致藻类突然性过度增殖的一种自然现象。

水體(tǐ)富营养化形成原因主要是氮、磷、钾等元素排入到流速缓慢、更新(xīn)周期長(cháng)的地表水體(tǐ)，使藻类等水生生物(wù)大量地生長(cháng)繁殖，使有(yǒu)机物(wù)产生的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超过消耗速度，水體(tǐ)中有(yǒu)机物(wù)积蓄，破坏水生生态平衡的过程。