总有机碳TOC（英文Total Organic Carbon的简写）是间接表示水中有机物含量的一种综合指标，其显示的数据是污水中有机物的总含碳量，单位以碳（C）的mg/L来表示。TOC的测定原理是先将水样酸化，利用氮气吹脱水样中的碳酸盐以排除干扰，然后向氧含量已知的氧气流中注入一定量的水样，并将其送入以铂钢为触媒的石英燃烧管中，在900oC～950oC的高温下燃烧，用非色散红外气体分析仪测定燃烧过程中产生的CO2量，再折算出其中的含碳量，就是总有机碳TOC（详见GB13193--91）。测定时间只需要几分钟。
一般城市污水的TOC可达200mg/L，工业废水的TOC范围较宽，***高的可达几万mg/L，污水经过二级生物处理后的TOC一般＜50mg/L，较清洁的河水TOC一般＜10mg/L。在污水处理的研究中有用TOC作为污水有机物指标的，但在常规污水处理运行中一般不分析这个指标。
生化需氧量全称为生***学需氧量，英文是BiochemicalOxygenDemand，简写为BOD，它表示在温度为20oC和有氧的条件下，由于好氧微生物分解水中有机物的生***学氧化过程中消耗的溶解氧量，也就是水中可生物降解有机物稳定化所需要的氧量，单位为mg/L。BOD不仅包括水中好氧微生物的增长繁殖或呼吸作用所消耗的氧量，还包括了硫化物、亚铁等还原性无机物所耗用的氧量，但这一部分的所占比例通常很小。因此，BOD值越大，说明水中的有机物含量越多。
在好氧条件下，微生物分解有机物分为含碳有机物氧化阶段和含氮有机物的硝化阶段两个过程。在20oC的自然条件下，有机物氧化到硝化阶段、即实现全部分解稳定所需时间在100d以上，但实际上常用20oC时20d的生化需氧量BOD20近似地代表完全生化需氧量。生产应用中仍嫌20d的时间太长，一般采用20oC时5d的生化需氧量BOD5作为衡量污水有机物含量的指标。经验表明，生活污水和各种生产污水的BOD5约为完全生化需氧量BOD20的70~80%。
BOD5是确定污水处理厂负荷的一个重要参数，可用BOD5值计算废水中有机物氧化所需要的氧量。含碳有机物稳定化所需要的氧量可称为碳类BOD5，如果进一步氧化，就可以发生硝化反应，硝化菌将氨氮转化为***氮和亚***氮时所需要的氧量可成为硝化BOD5。一般的二级污水处理厂只能去除碳类BOD5，而不去除硝化类BOD5。由于在去除碳类BOD5的生物处理过程中，硝化反应不可避免地要发生，因此使得BOD5的测定值比实际有机物的耗氧量要高一些。
BOD测定时间较长，常用的BOD5测定需要5d时间，因此一般只能用于工艺效果评价和长周期的工艺调控。对于特定的污水处理场，可以建立BOD5和CODCr的相关关系，用CODCr粗略估计BOD5值来指导处理工艺的调整。