COD（化学的酸素要求量）とは？測定方法と効果的な低減対策をわかりやすく解説

排水処理を伴う工場や下水処理場などの事業場における排水管理では、環境規制への適切な対応は、避けては通れない重要な課題です。とくに、水質汚濁防止法で規制される主要な指標のひとつである「COD（化学的酸素要求量）」に関しては、正しい理解と対策が求められています。

本記事では、CODの定義から測定方法、業種別の対策まで詳しく解説します。法令順守や環境保護、安定的な事業継続のために、適切なCOD管理を目指しましょう。

COD（化学的酸素要求量）とは

CODとは「Chemical Oxygen Demand（化学的酸素要求量）」の略称で、水中に含まれる有機物などを酸化分解する際に消費される酸素の量を示す指標です。

一般的には、排水がどれだけ汚れているか（水質が悪化しているか）を表す代表的な数値として用いられており、単位はmg/L（ミリグラム・パー・リットル）です。

CODの値が高いほど水中に含まれる有機物の濃度が高く、水質汚濁の程度が大きいことを意味します。この数値を管理することで、排水が環境に与える影響の大きさを数値化して把握することが可能です。

ここでは、CODの基本的な知識を深掘りしていきましょう。

COD（化学的酸素要求量）は「水質汚濁防止法」の規制対象

CODは、水質汚濁防止法において「生活環境項目」として規制されています。法律にもとづく一律排水基準は以下の通りです

• 一律排水基準：160mg/L（瞬間値）
• 日間平均値：120mg/L

ただし、地域特性に応じて都道府県や政令指定都市がより厳しい「上乗せ基準」を設定している場合があるため、事業場が所在する自治体の具体的な規制値を確認する必要があります。

COD値が高い排水が河川や海に流入すると、排水に含まれる汚れ（有機物）を分解する過程で酸素が大量に消費され、魚類や微生物など水生生物が生息するのに必要な溶存酸素（DO）が不足する原因となります。結果として、生態系や環境の破壊につながるおそれがあるため、法律で厳しく規制されているのです。

CODとBODの違い

CODに似た水質指標として、「BOD（Biochemical Oxygen Demand：生物化学的酸素要求量）」というものがあります。

関連記事：BOD（生物化学的酸素要求量）とは？排水基準や高くなる理由、低減対策を紹介

それぞれの違いは、以下のとおりです。

CODは、薬品（酸化剤）で有機物を化学的に分解し、その過程で消費される酸素の量を示す指標です。測定時間が短く、工業排水などの迅速な水質評価や処理効果の確認に広く用いられています。

一方で、BODは微生物の働きによって有機物が分解される際に消費される酸素の量を表す指標です。生物処理を行う下水処理場などでの生物的分解効率の評価に適しています。ただし、測定には通常5日間を要する点には注意が必要です。

このように、どちらも水の汚れを表す重要な指標ですが、測定方法や適用対象に違いがあるため、目的に応じた使い分けのポイントを押さえておきましょう。

CODの測定方法と評価のポイント

CODの正確な測定・評価は、適切な排水管理の基盤となります。

ここでは、CODの具体的な測定方法と評価のポイントをみていきましょう。

COD測定の仕組み

COD測定は、「過マンガン酸カリウム法」と「重クロム酸カリウム法」の2種類があります。国内では、生活環境水の水質評価には過マンガン酸カリウム法が、工場排水などの高濃度排水の評価には重クロム酸カリウム法が主に用いられています。

それぞれ、対象水質や法令で定められた使用目的に応じて使い分けられています。

【測定の仕組み：重クロム酸カリウム法】

水中の有機物を重クロム酸カリウム（K2Cr2O7）を用いて酸性条件下で酸化し、消費された重クロム酸カリウムの量から酸素消費量を算出する。

【計算式】 COD（mg/L）＝（a－b）× f × c × 8 × 1000／ V

• a：空試験の滴定に要した硫酸第一鉄アンモニウム溶液（mL）
• b：試料の滴定に要した硫酸第一鉄アンモニウム溶液（mL）
• f：硫酸第一鉄アンモニウム溶液のファクター（補正係数）
• c：硫酸第一鉄アンモニウム溶液の濃度（mol/L）
• V：試料量（mL）
• 8：酸素の当量（g）

この方法は、酸化力が強く、ほとんどの有機物を酸化できるため、工場排水など多様な有機物を含む試料の測定に適しています。

COD測定の手順

COD測定（重クロム酸カリウム法）の具体的な手順は、以下のとおりです。

1. 試料を適量（通常20～50mL）還流フラスコに取る
2. 重クロム酸カリウム溶液を正確に10mL加える
3. 硫酸銀を含む濃硫酸30mLを徐々に加えて混合する
4. 還流冷却器を取り付け、2時間還流加熱する（約150℃）
5. 冷却後、蒸留水で約140mLに希釈する
6. フェロイン指示薬を2～3滴加える
7. 硫酸第一鉄アンモニウム溶液で滴定する（赤褐色から青緑色への変化が終点）
8. 空試験も同様に行い、滴定値の差からCOD値を算出する

測定精度を確保するためには、2時間の還流条件を正確に管理し、塩化物イオンの妨害を防ぐため硫酸銀を適切に使用することが重要です。また、終点の判定には色の変化を正確に見極める技術が求められます。

評価のポイント

適切にCODを評価するには、以下の4つのポイントを意識する必要があります。

これらの評価ポイントを総合的に活用することで、COD管理の精度向上と安定した排水処理を実現できます。日常的にデータ測定と分析を行い、異常の予兆や再発リスクにも対応できる水質管理体制の構築を目指しましょう。

【業種別】CODの規制値と対策方法

CODの一律排水基準は160mg/L（瞬間値）、120mg/L（日間平均値）ですが、業種により排水の特性や適用される地域基準が異なるため各自治体の規制値を確認した上で、業種に応じた対策を検討することが重要です。

ここでは、代表的な業種におけるCODの規制値と対策方法の一例を紹介します。

出典：環境省｜第9次水質総量削減計画及び総量規制基準

化学工業

化学工業のCOD規制値は、次のとおりです。

※
（1）昭和55年6月30日以前から存在していた古い施設の排水
（2）昭和55年7月1日～平成14年9月30日に増設された施設の排水
（3）平成14年10月1日以降に新設・増設された施設の排水

具体的な対策法としては、以下のようなものが挙げられます。

• 凝集沈殿処理（前処理の強化）
• 活性炭吸着（難分解性物質の除去）
• オゾン酸化処理（分解促進）
• 高濃度・低濃度排水の分離処理（負荷低減）

化学工業では、製造工程で使用される有機溶剤や中間製品に難分解性の物質が含まれることが多く、通常の生物処理では十分に除去できない排水が発生しやすいという特徴があります。そのため、排水処理では生物処理を補完・強化する前処理や高度処理の導入など複数の処理法を組み合わせた柔軟な対策が肝要です。

食品製造業

食品製造業のCOD規制値は、次のとおりです。

具体的な対策法としては、以下のようなものが挙げられます。

• 活性汚泥法（生分解性有機物の除去）
• 油水分離装置の設置（油脂除去）
• 加圧浮上分離に（SS・COD同時除去）
• 嫌気性前処理＋好気性処理（負荷分散・段階処理）

食品製造業では、糖類やたんぱく質、油脂などの生分解性有機物が排水に含まれる主な成分であるため、生物処理による効率的な除去が期待できます。とりわけ、発酵食品（味噌、醤油など）を扱う工程では、排水中の有機物濃度が高くなる傾向があるため、相対的にCOD規制値も高めに設定されています。

繊維・染色工業

繊維・染色工業のCOD規制値は、次のとおりです。

具体的な対策法としては、以下のようなものが挙げられます。

• 凝集沈殿処理による一次処理（色度・懸濁物質の除去）
• 活性炭吸着（仕上げ処理）
• 膜分離技術（MF＋RO）(高度処理)
• 電解酸化処理（難分解性物質の分解）

繊維・染色工業では、使用する染料や助剤に由来する着色度や難分解性の有機物が排水処理上の大きな課題となります。工程によって排水の成分が異なるため、規制値も30〜90mg/Lと広く、該当する工程における正確な数値の把握や適切な処理法の選定が重要です。

紙・パルプ工業

紙・パルプ工業のCOD規制値は、次のとおりです。

具体的な対策法としては、以下のようなものが挙げられます。

• クラリファイヤーによる一次処理（粗大な懸濁物質・固形物の除去）
• 高負荷活性汚泥法（有機物の分解）
• 内部循環（処理水の再利用・用水使用量の削減）
• 硫酸バンドまたは硫酸第一鉄を用いた凝集沈殿処理（色度・有機物除去の強化）
• 過圧浮上法（DAF）（SS・油脂分の高効率除去）

紙・パルプ工業では、リグニンやヘミセルロースなどの木材由来有機物が排水に多く含まれ、生分解性が低く、COD値が高くなる傾向があります。とくに、脱インキ工程を含む古紙処理プロセスではCOD濃度が高くなりやすく、80〜90mg/Lと比較的厳しい規制値が設定されています。

処理プロセスが多岐にわたるため、排水性状を定期的に把握し、処理フロー全体を最適化することが安定的な排水管理において不可欠です。

下水・し尿浄化槽

下水・し尿浄化槽のCOD規制値は、次のとおりです。

具体的な対策法としては、以下のようなものが挙げられます。

• 標準活性汚泥法の最適化（安定処理の確保）
• 膜分離法（MBR）（処理水質の高度化）
• 嫌気性消化＋オゾン処理（返流水対策）
• 流入調整池（ピーク負荷の平準化）

下水・し尿浄化槽では、COD規制値が他業種に比べて低く設定されており、安定的かつ効率的な処理が求められます。とくに、流入負荷の変動（日間・季節）が大きいため、処理能力の平準化と負荷対応力の強化が重要な課題となります。なお、し尿浄化槽の設置年によっては、一部異なる基準が適用されることもあるため、地域の規制値を確認することが重要です。

ごみ処理・産廃

ごみ処理・産廃のCOD規制値は、次のとおりです。

具体的な対策法としては、以下のようなものが挙げられます。

• 重金属除去を含む前処理の強化（有害成分の除去と後段処理の保護）
• オゾン＋過酸化水素（高度酸化処理）
• 活性炭吸着（多段処理による水質安定）
• 排水性状別の分離処理システム（効率最適化）

ごみ処理業・産業廃棄物処理業では、処理対象となる廃棄物の種類によって排水性状が大きく変動します。中には、重金属や難分解性有機物を含むものもあるため、より慎重に適切な対策法を検討する必要があります。産業廃棄物処理業では、一般ごみ処理業よりも厳しい20mg/LというCOD規制値が設けられています。

ごみ処理・産廃分野では、排水ごとの特性を丁寧に評価したうえで、処理プロセスを柔軟に設計・調整することが、法令遵守と安定稼働の鍵を握ります。

CODの効果的な低減対策

COD低減には、主に以下の3つのアプローチ方法があります。

1. 化学的処理
2. 物理的処理
3. 生物学的処理

ここでは、各対策法の詳細をみていきましょう。

化学的処理

化学的処理は、凝集剤などの薬品を使用して汚れを取り除く方法です。CODの主成分である有機物を沈殿・吸着させて取り除くことで、水質を改善できます。

薬品を用いた化学的なアプローチには、短時間で大量に処理できるというメリットがあります。生物処理では除去困難な物質にも対応できる場合がある一方で、CODが完全に溶け切っている場合（溶解性有機物が主体の場合）は効果が限定的になることがあり、対象物質の性質を見極めて適用することが重要です。

物理的処理

物理的処理は、ろ過や活性炭吸着などの物理的な作用を利用してCODを除去する方法です。

水中の汚れを物理的に分離・除去するため、薬品が不要で環境負荷も小さい点が特徴です。凝集剤などを用いた薬品処理と併用されることもあります。

分離膜や活性炭などを用いた物理的なアプローチには、安定した処理性能と幅広い物質への適用性がありますが、処理対象によっては限界があるため、適切な前処理との併用が推奨されます。設備のメンテナンスや部材交換のコストがかかる点にも注意が必要です。

生物学的処理

生物学的処理は、微生物の働きを利用して水中の有機物を分解・除去する方法で、自然界の浄化メカニズムを応用した環境にやさしい処理法です。

ランニングコストが低く、分解しやすい有機物には高い効果を発揮する一方で、処理に時間がかかるため、流入の安定性や水温などの維持管理が不可欠です。

微生物は、水質の変動や温度変化に敏感で、安定した処理を維持するには運転管理のノウハウが求められます。負荷の急変や有害物質の混入によって処理性能が低下するおそれもあるため、流入調整やモニタリング、栄養バランスの管理などを組み合わせた制御が重要です。

また、曝気装置や温度管理設備にかかる初期・運転コストも考慮して計画する必要があります。

無臭元のCODソリューション

無臭元では、60年以上にわたる水処理技術と現場ノウハウの蓄積をもとに、お客さまの業種や排水特性に応じた最適なCOD対策ソリューションを提供しています。

「1クライアント 1ソリューション」をモットーに、お客さまの排水量や水質、処理目標などに合わせた最適な製剤の選定と適切な運用方法の設計支援を通じて、最適な処理システムを提供します。従来の生物処理を補完する処方や、化学的・物理的対策を組み合わせた実用的かつ機動的な改善提案が可能です。

さらに、独自開発の薬剤により、従来技術では困難だったCOD低減を実現します。たとえば、排水処理施設における「ムシュウゲンLJ－D」を用いた処理では、処理前は380mg/LだったCOD値を80mg/Lまで低減させることに成功した実績もあります。

導入後も定期的なフォローアップを行い、必要に応じて改善策や新しい提案を実施するなど継続的なサポートを通じて、お客さま施設の安定的な稼働を支援します。

COD対策でお悩みの場合は無臭元まで相談ください

CODは、工場排水管理において環境規制への対応と企業コンプライアンスの維持にかかわる重要な指標のひとつです。測定方法の理解やモニタリングの継続、そして排水特性に応じた適切な処理手法の見極めによって、確実な規制対応が可能です。

無臭元では、お客さま固有の課題や処理プロセスを踏まえ、薬剤・活性微生物製剤を活用した排水処理対策を設計・提案し、お客さまの水処理にかかわる問題を解決するためのトータルサポートを提供しています。

COD対策をはじめとした各種排水処理対策でお困りの際は、豊富な実績と確かな技術力を持つ当社へお気軽にご相談ください。

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