华南理工大学环境与能源学院（华南理工大学环

废水的性质决定了工艺原理的选择。针对特定的废水，首先要深入了解其主要的水质特征，再依据这些特征选择适当的物理、化学、生物或组合工艺作为处理基础。操作条件需符合低能耗与低物耗的要求，同时结合目标控制，不断优化和完善运行管理条件，最终实现尊重废水性质变化规律的集成工艺目标。

以焦化废水为例，这种难降解工业废水具有一系列独特的水质特征。它的毒性大，表现出复合毒性效应；污染物浓度高，内含能量大且可降解性差；成分复杂，多相多元素物种共存；高C/N比，富含氮和硫而缺乏磷；盐分高、色度高。尽管国家标准GB161712012对焦化废水的控制指标有所规定，但很少有人深入思考关键污染物和难降解有机物的化学组成，特别是元素的结合规律。

焦化废水的原水主要来源于蒸氨工段，由于废水呈弱碱性，含有较高浓度的硫离子和氨分子，重金属离子浓度并不高。可能带来风险的重金属如汞、砷、铜等，以特定的化学形式存在于废水中。有机物特别是难降解有机物，主要由C、O、H、N等离心元素结合而成，如多环芳烃、多溴联苯醚等。在催化氧化工艺中，需要铁、锰、钴、镍、钛等矿物元素的反离心作用。据分析，焦化废水中的污染物由70余个元素及其化合物构成，是迄今为止发现的最复杂的废水之一。

炼焦工艺包括高温干馏、蒸酚脱氨、粗苯分离、煤气清洗、硫酸生产等工段，都为焦化废水的前述特征做出了贡献。其中的关键污染物按照浓度贡献对COD的赋值作用大小为酚类、硫、苯系物等；按照急性毒性贡献大小顺序为、硫等。根据国家政策要求，焦化废水的处理旨在实现零排放，而盐分以及残余有机物的处理也成为关键。

在选择处理工艺之前，应首先调查废水溶液性质，评估环境影响因素，识别出关键污染物。从化合物、共存组分、溶液性质等方面研究热力学可行性及动力学规律，成为污染控制的科学依据。工业废水中的物质源于反应物的转化、中间产物、产品分离与提纯等工序。资源化途径需考虑有效组分分离与水循环两个方面，相辅相成。通过物质分离、循环自净化及产品回收利用等方式，实现废水产值化。以煤化工废水为例，高浓度组分可以通过多种方式进行分离回收，表现出资源循环利用的多种途径。

针对不同类型的工业废水，我们需要深入理解其水质特征，选择合适的工艺原理，实现废水处理的资源化和无害化目标。澳大利亚昆士兰大学的袁志国教授，一直在致力于和开发新型的废水处理技术。他成功地使用不含硫酸的铁盐（如氯化铁）作为铝絮凝剂的替代物，实现了对下水道中或水处理过程中的硫化物进行有效控制。这一创新方法不仅降低了硫化氢的释放，保护了管网免受其腐蚀，还通过铁盐与磷酸盐发生的沉淀反应，提高了出水水质。更重要的是，这一技术使得自来水厂生产过程中产生的含铁污泥能够被重新利用，应用于污废水处理厂的预处理过程，形成了一个理想的资源循环利用体系。

废水处理的传统技术虽然成熟，但针对大分子、难降解有机物的去除仍有挑战。而废水处理生物活性炭法展现出了显著的优势。活性炭不仅起到物理吸附的作用，更能够生物降解有机物，这一特性使得活性炭的功能得以再生并重复循环利用，显著延长了活性炭的使用寿命。针对各类废物如渣、酸、蒸氨残渣等，袁教授及其团队提出了将其掺煤炼焦或生产活性炭的方法，用于废水的预处理，进一步提高了废物的资源化利用率。

在脱硫工艺中，铵法和钠法产生的废液中含有多种有毒的有机物。这些废液的处理成为了一个技术难题。袁教授团队却看到了其中的机会。他们利用这些废液制备炭黑，或者提取化工产品如萘、蒽等。这不仅实现了废物的资源化利用，还推动了化学产品资源化的技术路线发展。我们知道，污泥的无害化、资源化是废水处理的未来趋势。袁教授团队还利用焦化废水工程产生的污泥制备污泥炭吸附剂，实现了污泥的资源化短程循环回用。

当我们谈论水处理的“无害化”时，我们实际上是在谈论水溶液性质的转变。不同的水体、不同的用途、不同的人类使用方式，都需要我们采取不同的无害化策略。从江河湖泊到工业生产用水，从饮用水到生产活动用水，每一类水都有其独特的使用价值和无害化路径。这意味着纯净水并不是水处理的唯一目标。我们应该因地制宜，根据实际需求实现经济可行且技术合理的无害化过程。在这个过程中，我们必须考虑水在工业、农业、生活和生态等不同领域的水回用模式中的资源化问题。这意味着我们需要重新思考水在工业循环、农业灌溉、生活用水等方面的角色和价值。我们必须重视水在自然界中的角色并尽可能地让其回归自然状态同时必须考虑资源的再利用以及环境的影响从而实现技术经济和社会目标的结合在这一背景下集成优化和生态反馈成为未来水工业发展的关键方向通过集成工业智能控制和自主反馈的数字化控制我们可以更有效地处理废水实现规模效应水质分质分类以及智能化设计和大数据管理等方面的优化同时确保良好的生态反馈这不仅是一种技术的进步也是对我们与自然环境和谐共生的一种追求。水工业的集成优化：构建整体系统与水生态环境

水工业的集成优化不仅是为了提高水的利用效率，更是为了实现水资源的全面管理和保护。其目的在将水工业形成一个紧密相连的整体系统，这一系统基于水溶液的性质，调控水质类别，旨在最小化物料与能源的消耗。通过直接利用、循环再利用、再生再利用以及再生再循环再利用的方式，水工业实现了低投入、低产出的目标，甚至可能达到零投入与零排放的愿景。

这一过程的难点与关键在于不同类别水及其副产品之间的反馈与负反馈机制。这些反馈相互协同，促使水工业系统达到动态平衡。从流域到工业，从生产到生态，从污水与污泥到产品与废弃物，每一环节都相互转化、相互博弈。我们需要从水质化学的基本原理出发，根据水溶液的性质和水的功能归宿，寻找人类可以遵循的水流运动与水质转化的自然规律，真正实现生态目标。

在水的多重价值观下，我们应从原理尺度、经济运载、能量密度、多级利用等方面提高其信息当量。以工业园和规模农场为示范，追求生态多样性，并充分理解水溶液性质的特征和作用。水的扩散过程从天然水体到农村的土地园林，再进入城市，分配到企业与家庭，最终回到大自然，完成了物质、能量、电子等信息的交换。

有毒或难降解工业废水具有多样的水质来源、复杂的化学组成以及多重受体的复合污染等特点。处理这些废水需要多种工艺相结合，如相分离、有机物氧化等。这些目标的多样性导致了水处理工艺功能组合的复杂性，也是造成复杂工业废水处理工程造价和运行费用高的原因。为了解决这个问题，我们可以基于水溶液性质改变的梯度控制，将其作为水工业循环驱动与工艺原理耦合的科学基础。

在水溶液性质信息群论的引导下，我们必须将水处理工艺置于水工业的全链条上，并将水工业放在全球生态尺度上进行考虑。人们对水溶液性质的理解需要借助多学科的新知识，特别是元素及其化合物在物理环境与生物/微生物种类约束下的转化/转移过程。通过掌握这些信息，我们可以构建从水源保护到污泥循环利用的集成工艺理念框架。

水溶液性质与水污染控制工艺的相互影响的重要性

作者：[韦朝海、关翔鸿、韦景悦、李泽敏、韦托、陈啊聪等]

环境工程领域的一项重大议题是水溶液性质与水污染控制工艺之间的相互作用的重要性。这一议题对于环境保护和可持续发展具有深远的影响。随着工业化的进程，水污染问题日益严重，而理解和掌握水溶液性质与污染控制工艺的关系是解决问题的关键所在。欲了解更多相关内容，可下载网络首发版的文章，详细解读。具体下载链接可通过生态修复网获取。本文所提到的内容均转载于此，不代表本站立场。以下是该文章的摘要及推荐：

文章首先阐述了水溶液性质的重要性。水是一种特殊的介质，其性质如溶解性、离子强度等直接影响污染物的扩散和转化过程。了解和控制水溶液的性质是实现水污染控制的关键一步。在此基础上，文章深入了水污染控制工艺的发展与应用。随着技术的进步，新的工艺不断出现，如生物处理、化学处理等，这些工艺的选择和实施都受到水溶液性质的影响。理解两者之间的关系对于提高污染控制效率至关重要。文章还讨论了不同的工艺在实际应用中的优缺点以及面临的挑战。这些内容包括工业废水处理、农业废水处理以及城市污水处理等。文章最后总结了研究成果，并展望了未来的研究方向。全国能源信息联系热线为：联系电话 010-65367702 ，hz@people-energy，地址北京市朝阳区金台西路2号社 。在此，我们也强烈推荐读者阅读全文以获取更深入的理解和洞察。希望这篇文章能对大家有所帮助，同时也欢迎大家在流产网进行交流和讨论。