水质监测材料设备研发与国产化探索.docx

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水质监测材料设备研发与国产化探索

附件2：

国家水体污染控制与治理科技重大专项

“饮用水安全保障技术体系研究与示范”主题

“饮用水水质监控预警及应急技术研究与示范”项目

“水质监测材料设备研发与国产化探索”

课题申报指南

水专项管理办公室

二〇〇九年四月

一、指南说明

本项目针对我国饮用水水质监测技术发展滞后、监管体系不够健全、缺乏风险预警和应急处理技术体系等问题，以全面实施新的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）为目标，开展饮用水水质监测、预警和应急处理和规划调控关键技术研究、技术集成和示范建设，建立重点污染物从水源到龙头全流程监测技术体系、标准化检测方法，实现特殊污染物识别筛选关键技术的突破，构建国家、省、市三级城市供水水质监控网络及预警体系，完善以规划、调度、处理为重点的应急技术体系，研发水质监测关键技术、材料和设备并促进产业化发展。

形成饮用水水质监控、预警和应急的综合技术体系，为提升政府监管能力提供技术支撑。

“饮用水水质监控预警及应急技术研究与示范”项目设置以下8个课题：

课题1：

水质监测关键技术及标准化研究与示范

课题2：

三级水质监控网络构建关键技术研究与示范

课题3：

水质信息管理系统及可视化平台关键技术研发与示范

课题4：

水质安全评价及预警关键技术研发与应用示范

课题5：

城市供水应急处理技术及工艺体系研究与示范

课题6：

城市供水系统规划调控技术研究与示范

课题7：

城市饮用水水质督察技术体系构建与应用示范

课题8：

水质监测材料设备研发与国产化探索

其中，课题8通过发布指南、评审择优确定子课题和课题承担单位。

二、指南内容

课题名称：

水质监测材料设备研发与国产化探索

课题编号：

2008ZX07420-008

本课题包括5个子课题，原则上以子课题为基本单元进行申报。

子课题1、固相萃取吸附剂及固相萃取装置研制（子课题编号：

2008ZX07420-008-001）

（一）研究目标

针对城市供水水质监测领域广泛应用的固相萃取剂及固相萃取装置基本依赖进口的现状，研制具有自主知识产权的固相萃取吸附剂，开发高效实用的固相萃取装置及辅助套件,形成以固相萃取技术为核心的成套监测材料装备规模化生产制造体系。

（二）研究内容

研究高通用性聚合物和高性能无机材料两种基质的固定相材料制备及其成型化技术，在此基础上研制3种以上可以替代市场上使用量大的进口固相萃取吸附剂的产品。

攻克固相萃取装置取样、吸附、淋洗、脱附模块化设计和研制技术，突破通用性柱接头、大体积连接管、固相萃取柱等相关配套组件关键研制技术，建立简便实用的固相萃取装置及其配套组件国产化研发体系。

（三）考核指标及成果形式

1、形成固相萃取吸附材料和固相萃取装置研制及其成型化技术方案1套。

2、建立制备固相萃取吸附材料制备及其成型化装置1套，具备生产3种以上使用量较大的固相萃取剂的Kg级规模试制能力，特征污染物回收率和标准偏差在同样条件下与市场同类进口产品相当。

3、研制固相萃取装置样机1台，压力驱动模式为负压，同时萃取样品数量不低于12个，特征污染物回收率达到80％以上。

4、研制成套固相萃取装置配套组件1套，其中固相萃取柱包括3mL和5mL两种管型，产品技术性能与同类进口产品相当。

5、研制开发的固相吸附剂、固相萃取装置和固相萃取配套组件经5家国家级实验室比对试验标准偏差小于5％。

6、在课题实施期内，建立具备规模化生产能力的固相萃取吸附材料和固相萃取装置研发和生产基地1个，并形成一定的市场规模。

7、产品整体国产化率达60%以上。

8、产品价格比市场同类进口产品降低30%以上。

9、申报发明专利3项以上。

（四）经费来源及构成

本子课题国拨经费不超过500万元，地方/企业配套经费与国拨经费的比例不低于1:

1。

（五）实施年限

2009年6月～2011年12月。

子课题2、饮用水水质检测标准样品研制（子课题编号：

2008ZX07420-008-002）

（一）研究目标

针对我国饮用水水质检测标准样品制备技术落后，每年需要大量进口相关产品的状况，通过改进、优化和自主创新等技术手段，突破标准样品合成、提纯、配制、定值和稳定等关键技术，为水质监测标准样品制备国产化奠定基础。

（二）研究内容

（1）针对《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中非常规64项水质指标，开发含微囊藻毒素-LR等10种比较昂贵的有机物标准品国产化制备技术；

（2）针对饮用水的口感问题，开展土臭素和二甲基异莰醇等标准样品的国产化制备技术。

（三）考核指标及成果形式

1、所有标准物质性能指标达到同类进口产品要求，并获得国家标准物质证书和生产许可证。

2、土臭素和二甲基异莰醇等标准物质的制备能力为100mg级/批，微囊藻毒素-LR、氯乙烯、草甘膦、灭草松、呋喃丹、卤乙酸、环氧氯丙烷等10种标准物质的制备能力为mg级/批，纯度均在98％以上。

3、建立一定规模的标准样品研制和生产基地。

4、所有物质的标准溶液的不确定度小于5％，5家国家级实验室比对试验标准偏差小于5％。

5、产品价格比市场同类进口产品降低30%以上。

6、申报发明专利2项以上。

（四）经费来源及构成

本子课题国拨经费不超过500万元，地方/企业配套经费与国拨经费的比例不低于1:

1。

（五）实施年限

2009年6月～2011年12月。

子课题3、颗粒物计数仪研发与应用（子课题编号：

2008ZX07420-008-003）

（一）研究目标

针对当前我国城市供水水质监测领域面临的过程监控、制水工艺优化、“两虫”风险控制等方面存在的问题，通过引进、消化、吸收和再创新，研制开发具有自主知识产权和国际竞争力、性能先进的在线和台式颗粒物计数仪，并形成规模化生产线。

（二）研究内容

重点研究内容包括

（1）针对饮用水水质特点的激光源筛选;

（2）光电二极管电压信号变化与颗粒物尺寸、粒径之间的定量关系；（3）检测器物理结构优化设计；（4）设备分类计数控制软件、通讯系统及其与自来水公司中控系统的接口；（5）设计定型、系统整体优化和集成，生产出在线和台式两种类型产品。

（三）考核指标及成果形式

1、形成颗粒计数仪研制技术方案1套，编制企业标准1部。

2、研制出在线和台式颗粒物计数仪，设备测量精度等各项技术参数和性能指标总体上达到同类进口产品水平。

具体技术参数要求如下：

能够测定水中2-300微米粒径范围的颗粒物数目，并分析出粒径分布结果；测量通道配置不少于6个，可同时提供各通道测量的颗粒物数目和粒径分布结果；出具单项结果时间少于一分钟；可储存不少于200个样品的检测数据；配备实时传感器校正系统、样品稀释补偿系统和流量控制系统。

3、至少在5个示范点连续运行6个月以上。

形成集成数据采集、传输和数据处理等功能的适时远程监控系统，并与自来水公司常用的中控系统实现数据整合（如SCADA系统）。

4、建立具备规模化生产能力的颗粒计数仪研发和生产基地1个，并形成一定的市场规模。

5、产品整体国产化率达60%以上。

6、产品价格比市场同类进口产品降低30%以上。

7、申报发明专利3项以上。

（四）经费来源及构成

本子课题国拨经费不超过650万元，地方配套经费与国拨经费的比例不低于1:

1。

（五）实施年限

2009年6月～2011年12月。

子课题4、智能化多参数水质在线监测仪开发与应用（子课题编号：

2008ZX07420-008-004）

（一）研究目标

为不断逐步完善饮用水水质在线监控技术，通过原始创新、集成创新或引进消化吸收再创新，开发具有自主知识产权的综合集成毒性和理化指标的多参数水质在线监测系统和智能化的事故分析系统，提高水质在线监控和突发性水质污染事件的预警和应急处置水平。

（二）研究内容

通过系统集成综合毒性测试设备，以及包含溶解氧、pH、浊度、电导率、氨氮、硝氮、有机物和重金属等水质监测指标的在线检测设备，研究开发相关的数据传输、预警预报和动态控制技术、设备，实现对地表水源水/饮用水水质进行综合分析和预警。

系统不仅能够提供“水质指标超标”和“综合毒性”数据，而且能够通过一套智能分析系统，综合判断水质污染程度和产生综合毒性的可能原因。

选择供水企业或水源地进行示范应用，为多参数水质在线监测仪的国产化提供技术支撑。

（三）考核指标及成果形式

1、研发具有自主知识产权生物毒性仪作为该项目的主要检测仪器，毒性检测相对误差不超过15%。

集成常规参数至少包括溶解氧、pH、浊度、氨氮、有机物和重金属等指标，集成接入的水质监测传感器测量范围和精度等技术参数和性能指标与国外设备相当。

智能分析系统能够初步判断污染物类型。

2、系统通讯接口用以太网、GPRS/CDMA、RS232、RS485等多种可选方式实现。

监测系统本身实现监测、分析和预警过程不需要借助于其他分析计算仪器，但可以通过Internet网络，通过授权的手机和计算机实现远程控制。

应能够根据用户自行建立信号传输系统（以太网、GPRS，CDMA），将本系统连接到已有计算机远程数据中心，实现中心站对多源数据的综合分析和对多台仪器远程控制的目的。

3、系统应集成生物预警设备和各种水质参数传感器的信号采集、信号分析和综合评估，同时囊括系统的数据远程传输和仪器的远程控制功能，能够提供水质预警和污染事故原因初步分析的功能及其软件系统。

4、至少在5个示范点连续运行6个月以上，验收时需提供连续6个月的在线监测数据。

5、建立具备规模化生产能力的研发和生产基地1个，并形成一定的市场规模。

6、产品整体国产化率达60%以上。

7、产品价格比市场同类进口产品降低30%以上。

8、申报发明专利不少于3项。

（四）经费来源及构成

本子课题国拨经费不超过650万元，地方/企业配套经费与国拨经费的比例不低于1:

1。

（五）实施年限

2009年6月～2011年12月。

子课题5、免化学试剂在线水质检测系统研发与应用（子课题编号：

2008ZX07420-008-005）

（一）研究目标

针对当前城市供水行业水质在线检测设备在监测过程易于产生二次污染及国产化水平低等现状，研究开发具有自主知识产权的集成式免试剂、易维护的在线水质检测系统及其支持软件，并建立规模化的产品生产线。

（二）研究内容

1）适于城市供水全过程在线监控免试剂检测技术装备的筛选；2）突破光谱、色谱、质谱及离子电极等免试剂分析检测技术，研制多功能免试剂水质检测系统；3）开发检测系统配套信号收集通讯和数据处理的专用收集器、接口和支撑系统；4）免试剂检测系统关键设备、配件设计定型、系统整体优化、集成和设备开发，并选择典型水源或水厂进行工程示范。

（三）考核指标及成果形式

1、在线检测系统集成尽可能多的常规检测指标，主要包括但不限于如下参数：

TOC（总有机碳）、CODMn、氨氮、色度、浊度、余氯、溶解氧、pH、电导率、叶绿素-a、藻类等。

2、建立免试剂水质在线检测系统生产基地1个，形成规模化生产线1条，并形成一定市场规模。

3、所有集成检测参数均不采用对环境造成次生污染的化学试剂，检测性能指标（如测量通道、范围、精度等）与市场同类进口产品相当。

4、设备及系统能够实现在线适时监测、传输通讯和预警预报功能，并能够与自来水公司现有中控系统实现对接和数据共享。

5、至少在5示范点连续行6个月以上，验收时需提供连续6个月的在线监测数据。

6、产品整体国产化率达60%以上。

7、产品价格比市场同类进口产品降低30%以上。

8、申报发明专利3项以上。

（四）经费来源及构成

本子课题国拨经费不超过650万元，地方/企业配套经费与国拨经费的比例不低于1:

1。

（五）实施年限

2009年6月～2011年12月。