夜雨聆风在水处理领域，准确理解和运用各项水质指标是工艺设计和运行管理的基础。本文将系统介绍水处理中最常用的七大类指标，帮助大家建立清晰的指标体系框架。
一、悬浮固体 SS 与 MLSS
SS（悬浮固体） 定义：进水或出水中悬浮颗粒的浓度 测定：将水样通过滤料后，于103~105°C烘至恒重，固体残留物与滤料重量之差 含义：水中以胶体物、溶解物以外形态存在的物质总量 | MLSS（混合液悬浮固体） 定义：生化池中混合液悬浮固体浓度，即污泥浓度 组成： •具有活性的微生物群体 •微生物自身氧化的残留物 •不能被微生物降解的有机物 •污水中的无机物 关系：MLSS 包含 MLVSS |
二、化学需氧量 COD
定义：在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，称为化学耗氧量，简写为 COD。 表示单位：O2，mg/L 常用方法：以重铬酸钾（K2Cr2O7）为氧化剂，记为CODCr。 |
COD 的意义
•COD 可以反映水体受还原性物质污染的程度
•水中还原性物质包括：有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等
•重铬酸钾对低碳直链化合物的氧化率达 80%~90%，能比较完全地表示水中有机物含量
•测定需时较短，不受水质限制，是监测工业废水污染的常用指标
COD 的局限性：不能像 BOD5那样表示出被微生物氧化的有机物的量，无法直接从微生物角度说明问题。 |
可生化性判断
常用BOD5/CODCr比值衡量污水是否适宜生物处理： 比值越高，污水的可生化性越强。 CODCr＞ BOD20＞ BOD5 CODCr与 BOD5之差可大致表示不能为微生物降解的有机物量。 |
三、生化需氧量 BOD
定义：在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。 表示单位：O2，mg/L |
BOD 是一种用微生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的重要指标。
有机物降解的两个阶段
第一阶段 有机物转化为 CO2、NH3和 H2O BOD 通常指此阶段 | 第二阶段（硝化） NH3在亚硝化菌和硝化菌作用下转化为亚硝酸盐和硝酸盐 NH3已是无机物，不计入 BOD |
测定标准
标准温度：20°C（微生物最适宜温度 15~30°C） 完全降解：第一阶段约需 20 天（完成 99%） 标准时间：以 5 天为标准，记为 BOD5 BOD5≈ BOD20x 70% |
四、总有机碳 TOC
定义：以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。 测定原理：在 950°C 高温下，以铂为催化剂，使水样气化燃烧，测定气体中的 CO2含量，从而确定碳元素总量。 |
测定方法
目前广泛采用燃烧氧化—非色散红外吸收法：
•将水样注入 900~950°C 高温炉的石英管，有机物燃烧裂解转化为 CO2用红外线气体分析仪测定 CO2含量最低检出浓度：0.5 mg/L
总碳与有机碳的关系
高温下碳酸盐也会分解产生 CO2，因此测得的为总碳（TC）。获取有机碳的方法：
方法 | 操作步骤 |
酸化曝气法 | 预先酸化水样，通入氮气曝气驱除碳酸盐分解产生的 CO2，再注入仪器测定 |
差减法 | 分别测定高温炉（900°C）的总碳 TC 和低温炉（150°C）的无机碳 IC，TOC = TC - IC |
注意：TOC 能将有机物全部氧化，比 BOD5或 COD 更能反映有机物的总量。但各种水质之间 TOC 与 BOD 不存在固定的相关关系，只有在水质条件基本不变时才存在一定相关性。 |
五、总需氧量 TOD
定义：水中能被氧化的物质（主要是有机物）在燃烧中变成稳定氧化物时所需要的氧量。 表示单位：O2，mg/L 测定原理：将水样注入装有铂催化剂的石英燃烧管，通入含已知氧浓度的载气（氮气），水样中还原性物质在 900°C 下被瞬间燃烧氧化，测定燃烧前后原料气中氧浓度的减少量。 |
TOD 与其他指标的关系
比值关系 | 数值范围 | 说明 |
BOD5/ TOD | 0.1 ~ 0.6 | 取决于废水性质 |
COD / TOD | 0.5 ~ 0.9 | 取决于废水性质 |
TOD / TOC（理论值） | ≈ 2.67 | 一个碳原子消耗两个氧原子 |
通过 TOD/TOC 比值判断有机物种类： •TOD/TOC ≈ 2.67→ 主要是含碳有机物 •TOD/TOC ＞ 4.0→ 应考虑水中含有较大量含 S、P 的有机物 •TOD/TOC ＜ 2.6→ 应考虑水样中硝酸盐和亚硝酸盐含量较大 |
TOD 值能反映几乎全部有机物经燃烧后变成 CO2、H2O、NOx、SO2等所需的氧量，比 BOD、COD 和高锰酸盐指数更接近于理论需氧量值。
六、含氮化合物
氮是有机物中除碳以外的主要元素，也是微生物生长的重要元素。污水中氮有四种形态，通过生物化学作用可相互转化：
指标 | 含义 | 说明 |
有机氮 | 主要指蛋白质和尿素 | 有机氮化合物的分解产物为氨氮 |
氨氮 | 以游离氨（NH3）和离子氨（NH4+）形式存在的氮 | 两者组成比取决于水的 pH 值 |
总氮 TN | 一切含氮化合物以 N 计量的总称 | 包含有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮 |
凯氏氮 TKN | TN 中的有机氮和氨氮 | 不包括亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 |
NOx-N | 亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 | TN = TKN + NOx-N |
氨氮的危害：含量较高时，消耗水体中溶解氧，促进藻类等浮游生物繁殖，形成水花、赤潮，引起鱼类死亡，水质迅速恶化。 |
氨氮的主要来源
•生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物
•焦化、合成氨等工业废水
•农田排水
常用测定方法
•纳氏试剂分光光度法 •水杨酸-次氯酸盐分光光度法 •电极法 •容量法 水样有色或浑浊时需预处理：较清洁水样采用絮凝沉淀法；污染严重的水样采用蒸馏法。 |
七、含磷化合物
磷是仅次于氮的微生物生长重要元素，主要来自人体排泄物、合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。
分类 | 具体物质 |
有机磷 | 磷酸甘油酸、磷肌酸等 |
无机磷（磷酸盐） | 正磷酸盐（PO43-）、磷酸氢盐（HPO42-）、磷酸二氢盐（H2PO4-）、偏磷酸盐（PO3-） |
聚合磷酸盐 | 焦磷酸盐（P2O74-）、三磷酸盐（P3O105-）、三磷酸氢盐（HP3O92-） |
总磷 TP | 一切含磷化合物以 P 计量的总称 |
磷的危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡，水质迅速恶化，危害水产资源。 |
总结：各指标速查对照
指标 | 全称 | 含义 | 单位 |
SS | Suspended Solids | 进水/出水中悬浮颗粒浓度 | mg/L |
MLSS | Mixed Liquor SS | 生化池混合液污泥浓度 | mg/L |
CODCr | Chemical Oxygen Demand | 化学氧化剂消耗量 | O2mg/L |
BOD5 | Biochemical Oxygen Demand | 5日生化需氧量 | O2mg/L |
TOC | Total Organic Carbon | 总有机碳含量 | C mg/L |
TOD | Total Oxygen Demand | 总需氧量 | O2mg/L |
TN | Total Nitrogen | 总氮 | N mg/L |
TKN | Kjeldahl Nitrogen | 凯氏氮（有机氮+氨氮） | N mg/L |
TP | Total Phosphorus | 总磷 | P mg/L |
