化学需氧量（COD）的核心概念解析
化学需氧量（COD）是指在一定实验条件下，利用特定强氧化剂处理水样时所需消耗的氧化剂量。这一指标主要用于衡量水体中还原性物质的含量，其中以有机物的存在最为关键。水中的还原性物质包括各类有机化合物、亚硝酸盐、硫化物以及亚铁盐等，但主要成分是有机物。因此，COD常被作为评估水中有机物污染程度的重要参数。COD数值越高，表明水体受到有机污染的程度越深。通常情况下，洁净饮用水的COD值维持在几至十几毫克每升的范围内。化学耗氧量（chemical oxygen demand）也被称为化学需氧量，简称耗氧量，其计量单位为毫克每升，是评价水质污染程度的重要综合性指标之一。COD值的升高直接反映了水体污染的加剧程度。一般而言，未受污染的清洁水源COD值较低，通常在几毫克每升到十几毫克每升之间波动。
COD检测方法详解 针对水样中还原性物质的种类以及检测方法的不同，COD的测定结果也会有所差异。目前，酸性高锰酸钾氧化法和重铬酸钾氧化法是两种最为广泛应用的检测技术。高锰酸钾（KMnO₄）法虽然氧化效率相对较低，但操作简便，适用于比较水样中有机物含量的相对数值。而重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）法则具有氧化率高、结果重现性好的特点，特别适合用于测定水样中有机物的总量。COD检测过程相对简单快捷，但由于氧化剂的种类选择、浓度配置以及氧化条件的设定存在差异，导致不同方法下可氧化物质的氧化效率各不相同，因此同一水样采用不同检测方法时，所得COD数值可能存在显著差异。在送检水样时，必须明确选择统一的检测方法，以确保分析结果的可比性。
有机物对工业水系统的潜在威胁 水体中若含有大量有机物，在流经除盐系统时极易污染离子交换树脂，尤其是阴离子交换树脂，这将显著降低树脂的交换性能。有机物在经过预处理阶段（包括混凝、澄清和过滤等工序）时，其含量大约可减少50%，但在除盐系统中难以彻底去除，常随补给水进入锅炉系统，导致炉水pH值降低。部分情况下，有机物还可能进入蒸汽系统和凝结水系统，同样造成pH值下降，进而引发系统腐蚀问题。在循环水系统中，有机物含量的升高会促进微生物的繁殖。因此，无论对于除盐系统、炉水系统还是循环水系统，COD值越低越好，尽管目前尚未建立统一的限制标准。当循环冷却水系统中的COD（以高锰酸钾法测定）超过5毫克每升时，水质已开始呈现恶化趋势。
COD检测技术的局限性 COD作为衡量污水中有机物含量的重要指标，具有能够精确反映有机物含量且检测周期短、适用性广的优点，但其不足之处在于无法像生化需氧量（BOD）测定那样，准确表示微生物氧化有机物时实际消耗的氧气量。此外，COD检测过程中，不仅有机物被氧化，许多无机物也同时被氧化，而这些氧化产物往往被错误地归为有机物含量。因此，COD检测结果虽然能反映水体的有机污染程度，但存在一定的误差。
COD与BOD的关联性分析 生化需氧量（BOD）是指在特定温度（通常为20℃）和时间（一般采用20天）条件下，有氧环境中微生物分解水中有机物所需的氧气量。实际应用中，常以20℃下20天的生化需氧量（BOD₂₀）作为标准。由于20天的时间过长，不利于指导生产工艺，因此对于城市污水，其BOD₅（五日生化需氧量）通常占BOD₂₀的70%-80%。BOD也被称为生化耗氧量，英文缩写为BOD（biochemical oxygen demand），是衡量水中有机物等需氧污染物质含量的综合性指标。它反映了水中有机物在微生物生化作用下被氧化分解成无机物或气体的过程中所消耗的溶解氧总量，单位通常为毫克每升或ppm。BOD值越高，表明水中有机污染物含量越高，水体污染越严重。生活污水、制糖、食品、造纸、纤维等工业废水中存在的碳氢化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机污染物，可通过好气菌的生物化学作用进行分解，这一过程会消耗氧气，因此这类污染物也被称为需氧污染物。若大量排入水体，将导致水中溶解氧不足，同时有机物在厌氧菌分解下会产生甲烷、硫化氢、硫醇和氨等恶臭气体，使水体变质发臭。
污水处理中的BOD与COD比值（B/C） B/C比值是BOD₅与COD的比值，可用于评估废水的可生化降解特性。若CODNB代表COD中不可生物降解的部分，则废水中不可为微生物生物降解的有机物比例可用CODNB/COD表示。BOD₅/COD与CODNB/COD之间存在明确的对应关系，具体数值如下表所示： CODNB/COD 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 BOD₅/COD 0.52 0.46 0.41 0.35 0.29 0.23 0.17 0.12 当BOD₅/COD≥0.45时，不可生物降解的有机物仅占全部有机物的20%以下；而当BOD₅/COD≤0.2时，不可生物降解的有机物已占全部有机物的60%以上。因此，BOD₅/COD值常被用作评估有机物生物降解性的重要指标，在环境工程领域具有极高的实用价值。
城市污水与工业废水的COD/BOD比值差异 在城市污水中，COD通常高于BOD，两者之间的差值大致反映了难以生物降解的有机物含量。城市污水中BOD/COD比值可作为可生化性指标，当BOD/COD≥0.3时，表明废水具有较好的可生化性，适合采用生化处理工艺。相反，工业废水中BOD/COD比值多数低于0.03，可生化性较差，需进行预处理（如调值）后才能进行生化处理。COD和BOD均是评估废水中有机物含量的重要指标，其中BOD通过衡量生物分解有机物时所需的氧气量来反映废水中有机物的含量。尽管普遍认为BOD代表可生物降解的有机物，但实际检测条件与实际运行条件存在显著差异，因此不能简单地将COD-BOD视为不可降解的有机物含量，这种做法缺乏科学依据。此外，实际系统中对有机物的去除涉及多种过程，不仅限于生物降解过程。因此，采用BOD/COD比值来评估废水的可生物降解性是基于实际经验得出的结论，不能简单地将BOD和COD的概念直接应用于实际情况。
高COD值的潜在危害 高COD值会显著增加处理工艺的负荷，对工艺要求提出更高标准，同时可能导致出水水质难以达标。在有处理设施的情况下，高COD值会增加处理难度；而在无处理设施直接排放的情况下，类似小型造纸企业等偷排行为会导致自然水体水质恶化。这是因为水体自净过程需要将有机物降解，而COD降解过程会消耗大量氧气，当水体复氧能力无法满足需求时，水中溶解氧（DO）会降至零，形成厌氧状态。在厌氧状态下，有机物仍需通过微生物厌氧分解，这将导致水体发黑、发臭（厌氧微生物会产生黑色物质和硫化氢气体）。高COD值的危害最终体现在对自然水体的破坏，破坏水体生态平衡，导致除微生物外几乎所有生物死亡，进而影响周边环境。
CODcr的定义 CODcr是指采用重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）作为氧化剂测定出的化学耗氧量。
COD消减量的概念 COD消减量通常用于表示有机污染物排放量的减少，即处理后减少的有机污染物量。消减量一般以吨为单位，具体指处理后减少的量。例如，某工厂年排放有机污染物（以COD计）为1000万吨，采用先进技术处理后减少600万吨，则该年COD消减量为400万吨。若第二年继续技术革新，排放量减少500万吨，则新增COD消减量为100万吨。当所有污染物都被处理时，排放量与消减量相等。