毫无疑问，在资源化补偿条件不能满足的条件下，无害化是最终的手段，追求技术、经济与社会目标的结合。技术目标包括行业标准、环境标准、生态标准、可持续标准、循环标准等；经济目标包括能耗物耗、人力消耗、占地消耗、资源可持续性等；社会目标包括科学技术影响力、人才教育促进、公平的财务过程与费用承担、人与自然和谐共生等。其中，绿色、低碳、循环将成为水处理工艺的共性目标。

3. 集成优化与生态反馈

未来水工业的发展将趋向于集成工业、智能控制与自主反馈的数字化控制中。将水污染控制的主体、目标、对象、方法、模式、工具、条件整合为统一的系统，称之为集成的系统。优化则考虑多目标、多假设、多条件、多约束中的趋向性决策。结合系统集成与优化目标，废水处理工艺需要考虑规模效应、水质分质分类、化合物性质互补、智能化设计与大数据管理、产业结构升级引导以及产业类型选择与判断，在高端科技产业、设备装备、系统控制、药剂材料和社会基础等方面，要求更为良好的生态反馈。

集成优化的目的是使水工业形成一个整体系统，是基于水溶液性质、调控水质类别、最小化物料消耗与能源消耗的集合。基于污废水的直接利用、循环再利用、再生再利用、再生再循环再利用，通过水工业之间整体调控，水工业系统实现低投入、低产出，甚至可能实现零投入与零排放。集成优化的难点及关键在于不同类别水及水的副产品之间的反馈与负反馈，这些反馈的协同调控促进水工业的动态平衡。流域与工业、生产与生态、污水与污泥、产品与废弃物、受纳体与点/线/面污染源、上游与下游、纯水—纯净水—地表(下)水—污水—工业废水—废液的相互转化、水—经济—社会—可持续生态的博弈，从水质化学的基本原理出发，根据水溶液性质和水的功能归宿，寻求人类可以遵循的水流运动与水质转化的自然规律，真正地实现生态目标。

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结语

基于多种认识，从原理尺度、经济运载、能量密度、多级利用等方面提高水的信息当量，体现城市—农村—企业—家庭的水价值观的多重性，以工业园、规模农场为示范，追求生态多样性，充分认识水溶液性质的特征和作用，实现水利工程与水质工程的结合，发挥水文化与水经济的互益理念，成为未来水工业的发展方向。水的扩散，从天然水体到农村的土地园林，通过动力流或重力流进入城市，再次分配到企业与家庭，用户成为最终的受体，包括动植物与产品，执行了为人类服务的目的。然后，承载了能量与热量的污废水再回到大自然，这个过程实现了熵增/减的物质—能量—电子等信息的交换。特别指出，溶液性质的概念在纯水—纯净水—地表水—污水—工业废水—废液的自然作用与逆向有序作用过程中，结合元素化合物的离心与向心作用趋势，识别水合物与溶解态的离子化合物，预测和防治地表水中盐分持续积累的环境演变，对于构造水环境与生态平衡，控制水质变化向有利于工业、农业等经济与生态过程的反馈，实现难降解工业废水循环利用的梯级调控等方面，将发挥重要作用。

有毒/难降解工业废水的重要特征表现为水质来源多样、化学组成复杂、危害与价值共存、多受体复合污染、化学反应性不确定等，由此带来了其处理工艺的多途径选择的存在，如相分离、有机物氧化、产能除碳、耗能矿化、脱氮除磷、硫氧化还原、重金属分离与归趋、脱盐除浊、消毒与灭菌、微污染物分离去除等，很显然，目标的多样性造成了水处理工艺功能组合的复杂性，这就是复杂工业废水处理工程造价和运行费用高的根本原因。对此，基于水溶液性质改变的梯度控制，可以成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引导下，我们必须把水处理工艺置之于水工业全链条上，把水工业放到全球生态尺度上，认识水的未来价值。人们对水溶液性质的理解还需要借助于多学科如物理、化学、生物、量子等新知识的结合，特别是元素及其化合物的转化/转移如何受到物理环境与生物/微生物种类的约束，其过程信息的多样性发现以及定量化信息及其掌握，成为未来水污染控制工艺的理论基础。借助于水溶液性质在6类水体之间的相向(正向与逆向)转变，追求其连续性的理解，成为构建水源保护—给水工程—污水处理—工业废水污染控制—污泥循环利用—气相污染物削减与碳减排协同—物质地球化学循环与生态可持续发展的系统集成工艺理念框架，表明无边界约束的水溶液性质与水质转化的工艺理论之间存在更大的契合度，基于这种理解，才能够真正地拓展水的利用与水的保护之间的科学理解与技术创新。

文章来源：《化学反应工程与工艺》 网址: http://www.hxfygcygy.cn/zonghexinwen/2022/0107/524.html

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