总有机碳TOC同生化需氧量BOD5和化学需氧量COD之间的相互关系

 世界各地的环保机构和学术界正在研究和测量总有机碳（TOC）及其同需氧量之间的相互关系。

背景

一百多年来，人们用生化和化学需氧量的测量结果来确定和量化城市和工业废水的被污染程度。生化需氧量（BOD5）是五日实验室测量值，是世界上为广泛使用的废水水质参数之一，也是城市污水处理的标准参数。化学需氧量（COD）是两小时测量值，被广泛应用于工业领域。人们经常同时采用这两种实验室方法，进行测量、记录和比较。^1-3

在各类水、城市污水、工业废水的水质测量应用中，TOC分析是*的分析方法。有很多实验室和在线配置的TOC测量方法，典型的分析时间为3至10分钟，具体时间取决于分析模式。TOC仪器的快速分析和在线操作模式，能够为事件监测和过程控制提供接近实时的分析，因此优于需氧量测量法。此外，TOC是水中有机物量的直接测量值，而COD和BOD是间接测量值。

人们能够根据废水的成分和稳定性，来建立样品的有机碳和需氧量之间的关系或相关性。

TOC值同需氧量之间的相互关系

TOC分析比两种需氧量方法更快、更精确，而且是有机物量的直接测量值。两种需氧量都是间接测量值。 TOC方法的测量时间为3至10分钟，3次重复测量时间不超过30分钟，而COD的测量时间为2小时，BOD5的测量时间为5天。

NPDES制度允许采用其他“批准的方法”来替代需氧量方法，例如采用同需氧量相关的TOC测量法，以使操作人员能够更快、更精确地进行监测和工艺控制。如此一来，需要处理废水的工业设施（非城市污水排放设施）往往就能在超过许可限值之前掌握需氧量的发展趋势。¹³

预处理设施应同所在州的NPDES管理部门合作，进行*的相关性测试，用TOC代替BOD或 COD作为主要排放参数。监管机构（如美国*、各州环境规划支持部门）都对样品数量和测试时间有具体要求。“北美仪器测试协会（Instrumentation Testing Association of North America，ITA）”的一项研究报告“建议城市污水处理厂每周进行样品分析，为期至少一年（包括四季），以获得排放许可。”¹⁴

在范围内，城市生活污水处理厂和工业废水处理厂可以通过短期和*研究来确定TOC和需氧量之间的关系。

印度环境和森林部*污染控制委员会（Central Pollution Control Board ，CPCB）认为：

“......可以根据TOC:BOD 和 TOC:COD 的观察比例来确定相关系数......。当在线监测TOC时......根据特定废水源的TOC、BOD或 COD之间建立的可重复经验关系，可根据记录的TOC值来估算相关的BOD或 COD。”¹⁵

CPCB还规定，相关性必须基于样品基质，并需要定期验证。

由于TOC方法和需氧量方法有本质区别，历来人们对TOC同需氧量关系的怀疑都在于工艺流变化对比例关系稳​​定性的影响。随着时间的推移，有机物的变化可能会改变同需氧量之间的数学关系。样品基体、颗粒或固体成分、粘度、浊度的变化都可能影响相关系数。