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一般來說，在微生物的作用下，有機物的降解過程可分為兩個階段。階段一是將有機物轉化為CO2、NH3和H2O的過程。階段二是硝化過程，其中 NH3 進一步轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。由于NH3已經是一種無機物，污水的生化需氧量一般只指有機物在階段生化反應中所需要的氧氣量。微生物對有機物的降解與溫度有關。一般以20℃作為生化需氧量測定的標準溫度。在氧氣充足、不斷攪拌的測量條件下，有機物一般需要20天左右才能基本完成99%左右的氧化分化過程。常把20日生化需氧量BOD值當作規范生化需氧量BOD值，即BOD20。但是20天在實踐中是很難做到的。因此，定義了一個標準時間，一般為5天，稱為五日生化需氧量，俗稱BOD5。BOD5約為BOD20的70%。 一般河流的BOD5不超過2mg/L。如果高于10mg/L，就會發出惡臭。我國污水綜合排放標準規定，工廠排放時，廢水生化需氧量[BOD]二級標準允許濃度為60mg/L，地表水生化需氧量[BOD]不得超過4mg/L。
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