在活性污泥法污水处理系统中，BOD5（5日生化需氧量）是评价水质好坏和污水处理效果的关键参数之一。由于其涉及很多复杂的生化反应过程，因此长期以来BOD5的测量都存在着很多问题。其中最主要的问题是测量的时间滞后性大，常规的测量需要在采集水样后进行恒温培养5天，最后得到相关的数据。当下的水样要5天以后才能得到检测结果，存在着严重的测量时间的滞后。快速的检测方法，测量不够准确，测量费用昂贵。因此针对BOD测量过程中存在的问题，采用先进的神经网络方法，对BOD进行了在线建模和软测量实验，并在实验基础之上设计了一套BOD神经网络软测量的仪表，通过对少量的易于精确在线检测的水质参数，成功实现了BOD的在线软测量。为BOD的在线实时检测提供了一条有效的路径。本文的主要工作体现在以下3个方面：(1)对BOD软测量的辅助变量的选择进行了详细的机理分析，论证了软测量辅助变量选择的合理性。同时结合现有的污水处理厂检测仪表的现状进行了最合理的选择，最终的辅助变量为酸碱度（pH），氧化还原电位（ORP），溶解氧含量（DO）和温度。(2)设计了一个三层前馈BP神经网络用于对BOD进行建模和软测量，并通过matlab软件对神经网络的性能进行了仿真实验，针对BP神经网络在训练的过程中容易陷入局部极小问题，引入了动量项和自适应学习率使网络更加稳定，预测精度更高。(3)设计了一套软硬件结合的BOD软测量仪表。并在北京某污水处理厂对设计完成的软测量仪表进行了实际的测试，取得了很好的效果。