「BODという言葉は知っているけれど、正確には説明できない」という方も多いのではないでしょうか。
BODとは、水中の有機物が微生物によって分解される際に消費される酸素量のことで、水質汚染の度合いを示す重要な指標です。BOD値が高いほど、有機物が多く水質が悪化していることを意味し、排水基準を超えた状態での放流は、水質汚濁防止法違反となります。
そこで本記事では「BODとは何か」という基本的な意味から、CODとの違いや測定方法、排水基準、低減対策まで体系的に解説します。排水分析や水質管理でお困りの方は、ぜひ最後までご覧ください。
目次
BODとは？基本的な意味と水質管理における役割
排水管理の現場において、BODという言葉は日常的に使われますが、その仕組みや水質への影響まで正確に把握できているかというと、必ずしもそうとは限りません。数値を見るだけでなく、意味を理解することが適切な管理につながります。
BODの意味と定義
BODとは、生物化学的酸素要求量（Biochemical Oxygen Demand）の略です。水中の有機物が好気性微生物によって分解される際に消費される酸素の量を指し、単位はmg/L（ミリグラムパーリットル）で表されます。
BOD値が高いということは、水中に微生物が分解できる有機物が多く含まれている状態です。有機物の分解に酸素が大量に使われるため、水質汚濁の進行度を示す指標として広く活用されています。反対に、BOD値が低ければ有機物濃度が低く、処理が適切に機能していると判断できます。
処理前後のBOD値を比較することにより、排水処理の効果を客観的に評価することも可能です。
BOD値が高いとどうなるのか
BOD値が高い水域では、微生物が有機物を分解する際に酸素を大量に消費するため、水中の溶存酸素（DO：Dissolved Oxygen）が急激に低下します。溶存酸素が不足すると、魚類をはじめとする水生生物が生息できなくなり、最悪の場合は大量死につながります。
さらに、悪臭の発生・水の透明度低下・藻類の異常な増殖など、生態系全体のバランスが崩れる原因にもなりかねません。BOD値の高さは、企業にとっても無関係ではありません。工場や事業場からの排水がBODの排水基準（排出基準）を超えると、水質汚濁防止法違反として、行政処分や罰則の対象となるリスクがあります。 上記の理由により、排水のBOD管理は環境保全と法令順守の両面から、企業が向き合うべき課題です。
BODとCODの違い
| 項目 | BOD | COD |
|---|---|---|
| 正式名称 | 生物化学的酸素要求量 | 化学的酸素要求量 |
| 分解方法 | 微生物による生物的分解 | 化学薬品による酸化分解 |
| 測定時間 | 約5日間 | 数時間 |
| 環境基準の適用水域 | 河川 | 湖沼・海域 |
水質管理の現場では、BODとCODがセットで語られることが多く、混同してしまうケースも少なくありません。どちらも水中の有機物汚染度を示す指標ですが、測定の仕組みや使われる場面に明確な違いがあります。ここでは2つの違いを見ていきましょう。
測定原理の違い
BODとCODの最も根本的な違いは、有機物をどのような方法で分解するかにあります。
BODは、水中の有機物を好気性微生物が分解する際に消費される酸素量を測定する方法です。自然界の浄化過程を模した方法であるため、生物的に分解しやすい有機物の測定に優れています。一方、COD（Chemical Oxygen Demand）は化学的酸素要求量のことで、化学薬品（酸化剤）を用いて有機物を強制的に酸化分解し、その際に消費された酸素量を測定します。微生物では分解しにくい難分解性有機物も、測定対象に含められる点が特徴です。
また、測定時間にも大きな差があります。BODは20℃で5日間もしくは7日間の培養が必要なのに対し、CODは数時間で結果が得られます。迅速な水質確認が必要な現場では、CODが重視される理由の一つです。
使われる場面の違い
BODとCODは、それぞれ適した測定対象が異なるため、使われる場面にも違いがあります。
BODは生物的に分解しやすい有機物の評価に適しており、下水処理場・生活排水・食品工場など、有機性汚濁が主体の排水管理で広く活用されています。一方、CODは難分解性有機物も含め、幅広い有機物量を測定できることから、工業排水の管理や化学的処理の効果確認に向いている分析方法です。
日本の環境基準では、河川にはBODが、湖沼・海域にはCODが代表指標として採用されています。これは、各水域の特性や自然浄化のメカニズムの違いを踏まえた区分けです。CODについて詳しく知りたい方は、以下の記事も併せてご参照ください。
【CODと水質の関係】基準・測定方法・BODとの違いを徹底解説
BODの排水基準と法規制
BODには、水質汚濁防止法による排水基準が定められており、基準を超えた状態での放流は法的リスクに直結します。基準値・規制値を正しく把握していなければ、意図せず違反状態に陥る可能性があります。 企業が法令順守を徹底する上で、BODの基準値の正しい理解は、欠かせない前提条件です。
水質汚濁防止法におけるBOD排水基準
水質汚濁防止法では、BODは「生活環境項目」の一つとして位置付けられ、排水基準が定められています。全国共通の一般排水基準は、160mg/L（日間平均120mg/L）が原則です。
ただし、この基準値は全ての排水に対し、一律に適用されるわけではありません。排水先の水域の種類（河川・湖沼・海域）や、特定施設の業種により、適用される基準が異なります。そのため、自社の排水がどの基準値に従うべきか、事前に確認しておくことが重要です。 基準値を超えた状態で排水を放流した場合は、行政指導・改善命令の対象となります。悪質なケースでは、刑事罰が科される可能性もあるため注意しましょう。
環境基準と自治体の上乗せ基準
排水基準とは別に、公共用水域には環境基準も定められています。河川のBOD環境基準は、水域の利用目的に応じた類型によって異なり、最も厳しいAA類型では1mg/L以下の数値が求められます。
また、国の一律基準に加え、地方自治体が条例で独自の上乗せ基準を設けているケースも少なくありません。漁業や観光資源が重要な地域ほど、より厳格な基準が設定される傾向にあります。事業者は国と自治体、両方の基準を確認した上で、より厳しい方に従わなければなりません。 複数の規制に対応するためにも、定期的な排水分析を行い、自社のBOD値を正確に把握しておく必要があります。
BODの測定方法
| 方法 | 特徴 | 向いている場面 |
|---|---|---|
| 標準希釈法 | 公定法、精度が高い | 公的報告、正式な分析 |
| 簡易測定 | 迅速、手軽 | 現場での確認、目安として把握する場合 |
BODの測定方法は、目的や精度の要件によって使い分けられます。公的な報告に使われる「標準希釈法（公定法）」と、現場での迅速確認に使われる「簡易測定」の2つが主な方法です。それぞれの特徴を把握することが、適切な測定方法の選定につながります。
標準希釈法（公定法）の手順
標準希釈法とは、JIS K 0102に基づく公定法で、水質汚濁防止法に基づく測定にも使用される正式な方法です。測定の流れは、次のとおりです。
まずは、試料を溶存酸素で飽和させた希釈液を用いて適切な倍率に希釈し、BODボトル（フラン瓶）に入れ、初期の溶存酸素量を記録します。その後は、光を遮断した状態で20℃に保ちながら、5日間培養します。 培養後に再び溶存酸素量を測定し、初期値との差を希釈倍率で乗じた値がBOD値（BOD5）です。操作が複雑なため、正確な測定には経験と技術が求められます。
簡易測定（パックテスト・自動BOD分析器）
公定法による測定が難しい現場での迅速なBOD値の確認には、簡易測定が有効です。パックテストは、試薬入りの使い捨てチューブに試料を吸い込ませるだけで使えます。発色した色を標準色と比較することで、特別な測定機器なしにBOD値の目安を素早く把握できるのが特徴です。
自動BOD分析器は、操作が簡便で精度も高く、測定の効率化に役立ちます。ただし、導入コストが高いため、測定頻度や予算との兼ね合いでの選定が必要です。
公的な報告や、精密な水質管理が求められる場合は、JIS法に準拠した専門機関への依頼が確実といえます。
BOD値が高くなる主な原因
BOD値を継続的に監視・管理するには、上昇の原因を把握することが大切です。原因が分かれば、発生源への対策や処理方法の選定も的確に行えます。以下では、BOD上昇の主な要因を2つの観点から見ていきましょう。
排水に含まれる有機物の種類と発生源
BOD値が高くなる直接的な原因は、排水に含まれる有機物の量と種類です。
食品工場や畜産加工場では、洗浄排水や原材料の残渣に含まれる有機物が大量に排出されます。また、製紙・パルプ工場では、繊維質や製造工程で使用される化学薬品が有機物負荷を高める要因です。
生活排水・下水に含まれるし尿や台所排水も、有機物の蓄積につながります。
さらに、有機物の種類により、微生物による分解速度が異なる点も見逃せません。糖類は分解されやすく、BOD値を急激に押し上げる一方、タンパク質や油脂は、分解に時間がかかる傾向にあります。
製造プロセスや環境要因による変動
有機物の発生源だけでなく、製造プロセスや外部環境もBOD値を左右する要因です。
製造ラインの洗浄頻度・使用薬品の種類・廃液の処理タイミングにより、排水の有機物濃度は日々変動します。水温も影響を及ぼす要因の一つです。気温が高い夏場は、微生物の活動が活発となり、有機物の分解速度が変化してBOD値が変動しやすくなります。
また、大雨の際に流入水量が急増すると排水処理が追いつかず、BOD値が一時的に基準を超えるケースもあります。
こうした変動要因を把握せずに対策を講じても、根本的な改善にはつながりません。まずは、排水分析で現状を正確に把握することが重要です。
BODを低減するための排水処理方法
BOD値を下げる処理方法は、物理的・化学的・生物的処理の3種類に分けられます。排水の性質や含まれる有機物の種類によって適切な方法は異なり、複数を組み合わせて使うのが一般的です。以下で詳しく見ていきましょう。
- 生物的処理法
- 化学的処理法
- 物理的処理法
生物的処理法
生物的処理法とは、好気性微生物の働きを利用して排水中の有機物を分解し、BODを低減する方法です。活性汚泥法や生物膜法などの手法が、代表的なものとして広く採用されています。
これらは化学薬品を多用せず、自然の浄化メカニズムに近い形で処理できるため、環境負荷が低い点がメリットです。BOD値が高い食品工場や畜産系の排水など、有機性汚濁が主体の排水に対して高い効果を発揮します。
ただし、処理の過程で余剰汚泥が発生する点には注意が必要です。汚泥の処理・処分まで含めた体制を整えておかなければ、後工程でコストや管理の負担が増加する可能性があります。
化学的処理法
化学的処理法とは、凝集沈殿・pH調整・酸化反応などの化学反応を利用し、排水中の有機物を除去する方法です。生物的処理では分解しにくい難分解性有機物や、複雑な成分が混在する排水にも対応できる点が強みといえます。
薬品コストが発生するものの、比較的短時間で処理できるため、緊急対応や負荷が高まった局面での活用にも向いています。生物的処理の前処理として組み合わせることにより、BOD削減の効果をさらに高めることが可能です。
物理的処理法
物理的処理法とは、ろ過・沈殿・活性炭吸着などの物理的な作用を利用し、排水中の固形物や浮遊有機物を取り除く方法です。化学薬品を使わずに処理できるシンプルさが特徴で、設備の導入・維持コストを抑えやすいというメリットがあります。
RO膜（逆浸透膜）やUF膜（限外ろ過膜）などの膜処理を用いれば、水に溶け込んだ有機物の除去にも対応できます。物理的処理は単独で用いるより、前述の生物的処理・化学的処理と組み合わせる前処理として採用されるのが一般的です。
どの手法を選ぶかは、排水のBOD成分の由来や性質を分析した上で判断しましょう。
まとめ│BODの排水分析はアムコン株式会社にお任せください
BODとは、水中の有機物汚染度を示す重要な水質指標です。排水基準を超えた状態での放流は法的リスクに直結するため、自社のBOD値を継続的に監視し、適切に対応することが欠かせません。CODとの違いから、測定方法や基準値、上昇原因、低減対策まで体系的に理解することが、適切な排水管理の精度向上につながります。
BOD値が高い、原因が特定できない、測定を専門機関に依頼したい場合は、ぜひアムコン株式会社までご相談ください。排水分析を通じて、排水の状況に合った対応をご提案いたします。BODやCODなどの排水分析でしたら、ぜひお気軽にお問い合わせください。
