综述：水的特征：水回用中的实践概念

这篇综述创新性地提出“水的特征（Feature of Water）”多维评估体系，突破传统水质指标（COD/BOD/TN/TP）的线性思维，通过定量浓度、组分特性、转化潜力和毒理效应四大核心指标，系统性解析废水处理中污染物的时空动态变化，为高标污水处理（如微塑料/抗生素/EDCs等新兴污染物去除）和再生水安全回用提供技术优化与风险管控新范式。

　　

高标污水处理与水回用的挑战

当前污水处理厂面临日益严格的排放标准，但传统水质评估指标如化学需氧量（COD）和生物需氧量（BOD）仅反映污染物总量，无法揭示新兴污染物（ECs）的复杂特性。微塑料（MPs）、内分泌干扰物（EDCs）和抗生素等痕量污染物（浓度低至ng/L）虽在常规处理中难以去除，却对生态系统构成高风险。更严峻的是，消毒过程可能产生毒性更强的副产物，而COD掩蔽剂（如氯酸盐）的滥用反而加剧污染。这种线性评价体系与污染物非线性去除过程的矛盾，亟需系统性解决方案。

水的特征理论框架

“水的特征”概念首次由Hu等学者提出，其四大评估维度颠覆传统：

1. 定量浓度：涵盖污染物绝对/相对浓度及其时空变化；
2. 组分特性：通过分子量（MW）、亲疏水性等分类解析溶解性有机物（DOM），例如树脂分馏将DOM分为疏水酸（HPOA）、亲水碱（HIB）等；
3. 转化潜力：评估污染物在生物/化学处理中的稳定性，如臭氧（O₃
   ）对1-10 kDa有机物的高效降解；
4. 毒理效应：结合生物毒性检测与组分分析，预测生态风险。

典型案例显示，纺织废水经“混凝-臭氧氧化-膜过滤”组合工艺处理后，疏水性大分子（MW>50 kDa）被优先去除，而中间臭氧步骤将1-10 kDa组分的可生化性（BDOC）降低79%，显著抑制管网微生物再生风险。

技术优化与风险管控实践

通过“水的特征”分析可精准识别难降解组分：北京某污水厂发现反硝化滤池（DNF）出水中疏水中性物质（HON）占比激增导致超滤（UF）膜污染，通过前置臭氧处理使膜污染成本降低62%。光谱技术（如三维荧光）与高分辨质谱（FT-ICR MS）的联用，实现了DOM分子水平的实时监测。

未来展望

该理论将推动水处理从“达标排放”转向“风险管控”，但其在工业废水等复杂场景的普适性仍需验证。未来需建立基于特征参数的智能决策系统，并纳入环境政策框架，为再生水安全回用提供全链条保障。