微生物净化污水的过程，实质上就是在污水处理装置这一小型生态系统内，利用各种生理生化性能的微生物类群间的相互配合而进行的一种物质循环过程。当高BOD5的污水进入污水处理装置后，其中的自然微生物区系在好氧条件下，根据其中营养物质或有毒物质的情况，在客观上造成了一个选择性的培养条件，并随着时间的推移，发生了微生物区系的有规律的更迭，从而使水中的有机物或毒物不断被降解、氧化、分解、转化或吸附沉降，进而达到去除污染物和沉降、分层的效果。自然去除废气后的低BOD5清水，可流入河道。经好氧性微生物处理后的废渣——活性污泥或生物膜的残余物，是比原来污水的BOD5更高的有机物，它们可通过厌氧处理（又称污泥消化或沼气发酵）而生产出有用的沼气和有机肥料。
在微生物处理污水过程中，BOD5和COD这两个名词是十分常见的，现解释如下：
（1）BOD5（biologicaoxygendemand）即“五日生化需氧量”。它是一种表示水中有机物含量的间接指标，一般指在20℃下，1L污水中所含的有机物（主要是有机碳源），在进行微生物氧化时，5日内所消耗的分子氧的毫克数（或ppm数）。BOD5测定的大体操作是；取一定量被测水样，用加有磷素营养（如NaH2PO4或K2HPO4等）和经氧饱和的稀释用水，将被测水样稀释到一定浓度，然后放在密封瓶内，在20℃恒温箱内培养5天，最后测定水中残留的溶解氧的量，并计算BOD5值。在水处理技术中，污水处理前后水中BOD5值之差，即可理解为这一处理过程对有机物处理效率的高低。
测定瓶中所发生的微生物氧化作用过程，实际上存在着三个阶段：第一阶段为异养微生物利用污水中有用的、不难分解的有机物，它们在生长过程中同化了这些有机物质，并排出还原性的无机代谢产物；第二阶段为原生动物捕食第一阶段生长繁殖出来的大量细菌群体；第三阶段则主要由自养细菌把氨氧化为硝酸盐和利用CO2为碳源的阶段。BOD5的测定，仅反映了上述第一阶段中异养微生物区系对有机物的好氧分解状况。
BOD5的测定，起始于英国（1870年），目的是为了判断河水污染的程度以保护河流。由于英国的泰晤士河水自源头至大海流程仅5天左右，且英国夏天河水的平均温度在20℃左右，故至今全世界还一直以这一条件为依据来测定BOD5。
（2）COD（chemicaloxygendemand）使用强氧化剂使1L污水中的有机物质迅速进行化学氧化时所消耗氧的毫克数，称COD或化学需氧量。实际上，污水中除有机物外，其中的许多无机物也能被氧化而产生COD值。COD能在短时间中测得，有利于指导现场操作。使用的氧化剂一般有KMnO和K2Cr2O7。KMnO4的氧化力较弱，往往只能使60％左右的污染物氧化，而在污水中含量较高的低级脂肪酸盐类等却不易被氧化，因此测得的数值常较低。K2Cr2O7的氧化能力极强，氧化率高达80～100％，只有少数直链脂肪族有机物、芳香烃和吡啶等环式化合物才不易被氧化。因此，实际使用对常采用K2Cr2O7，作氧化剂，并把测得的数值称为CODcr。同一污水的BOD5与COD值是不一致的，但一般都呈明显的比例关系。
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