污水中耗氧有機物主要有腐殖酸、蛋白質、酯類、糖類、氨基酸等有機化合物，這些物質以懸浮或溶解狀態存在于污水中，在微生物的作用下可以分解為簡單的CO2等無機物，這些有機物在天然水體中分解時需要消耗水中的溶解氧，因而稱為耗氧有機物。含有這些物質的污水一旦進入水體會引起溶解氧含量降低，進而導致水體發黑變臭。
生活污水和食品、造紙、石油化工、化纖、制藥、印染等企業排放的工業污水中都含有大量的耗氧有機物。據統計，我國造紙業排放的耗氧有機物約占工業污水排放的耗氧有機物總量的1／4；城市污水的有機物濃度不高，但因水量較大，排放的耗氧有機物總量也很大。污水二級生物處理重點解決的問題就是去除污水中的耗氧有機物。
耗氧有機物成分復雜，分別測定其中各種耗氧有機物的濃度相當困難，實際工作中常用COD、BOD5、TOC、TOD等指標來表示。一般來說，上述指標越高，消耗水中的溶解氧越多，水質越差。自然水體中，BOD5低于3mg／L時，水質良好；達到7.5mg／L時，水質較差；超過10mg／L時表明水質已經很差，其中的溶解氧已接近于0。
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