产业化项目实施方案(郑州)

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1、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“饮用水安全保障关键材料设备产业化”项目实施方案 二一年十月- 85 -目 录一、项目概述- 1 -（一）饮用水领域产业化现状与问题分析- 1 -1、饮用水产业化现状- 1 -2、饮用水材料与设备产业化特征及战略意义- 6 -（二）饮用水领域产业化模式- 9 -1、建立“产学研联盟”平台模式- 10 -2、建立产业化经费筹措模式- 12 -3、组织管理模式- 13 -二、项目目标、技术路线、产业化内容及预期成果- 15 -（一）项目目标- 15 -（二）总体思路和技术路线- 15 -1、总体思路- 15 -2、技术路线- 1

2、6 -（三）项目内容与标志性成果- 18 -课题一 大型臭氧发生器设备研制及其产业化- 19 -1、目标- 19 -2、重点任务- 19 -3、关键技术及科学问题- 21 -4、产业化条件和依托工程- 23 -5、预期成果和考核指标- 25 -6、实施年限- 26 -课题二 饮用水处理用膜组件及装备产业化- 26 -1、目标- 26 -2、重点任务- 27 -3、关键技术及科学问题- 30 -4、产业化条件和依托工程- 31 -5、预期成果和考核指标- 32 -6、实施年限- 33 -课题三 新型二次供水设备研制及产业化- 33 -1、目标- 33 -2、重点任务- 34 -3、关键技术及科学

3、问题- 39 -4、产业化条件和依托工程- 40 -5、预期成果和考核指标- 43 -6、实施年限- 44 -课题四 供水管网漏损监控设备产业化- 44 -1、目标- 44 -2、重点任务- 44 -3、关键技术及科学问题- 47 -4、产业化条件和依托工程- 48 -5、预期成果和考核指标- 49 -6、实施年限- 49 -课题五 饮用水水质检测监测设备产业化- 50 -1、目标- 50 -2、重点任务- 50 -3、关键技术及科学问题- 53 -4、产业化条件和依托工程- 53 -5、预期成果和考核指标- 54 -6、实施年限- 55 -课题六 移动式饮用水应急供水设备产业化- 56 -1

4、、目标- 56 -2、重点任务- 56 -3、关键技术及科学问题- 58 -4、产业化条件和依托工程- 59 -5、预期成果和考核指标- 60 -6、实施年限- 61 -课题七 净水厂用高效活性炭制备产业化- 61 -1、目标- 61 -2、重点任务- 61 -3、关键技术及科学问题- 64 -4、产业化条件和依托工程- 66 -5、预期成果和考核指标- 68 -6、实施年限- 69 -课题八 饮用水安全保障设备及产品产业化支撑平台建设- 69 -1、目标- 69 -2、重点任务- 69 -3、关键技术及科学问题- 72 -4、产业化条件和依托工程- 73 -5、预期成果和考核指标- 74 -

5、6、实施年限- 75 -三、项目关联行动- 76 -1. 必要的支撑条件- 76 -2. 饮用水安全保障技术产业化基地建设- 76 -3. 与国家十一五水专项的衔接和分工- 77 -四、项目的组织管理措施- 78 -1. 加强领导，成立项目管理领导小组和办公室- 78 -2. 成立课题专家组- 78 -3.成立课题研究团队- 78 -4. 建立“产学研用联盟”- 79 -5.相关政策措施- 79 -五、经费筹措- 80 -六、项目经济效益与风险分析- 81 -（一）项目市场分析- 81 -（二）效益分析- 81 -1. 经济效益- 81 -2. 社会效益- 82 -3. 环境效益- 83 -（

6、三）风险分析- 83 -1. 技术的风险分析与对策- 83 -2. 市场风险- 84 -3. 管理风险分析与对策- 84 -一、项目概述（一）饮用水领域产业化现状与问题分析1、饮用水产业化现状（1）我国饮用水行业产业化概述随着新技术、新产品的研制和生产，人类生活的范围不断扩张，环境污染日益加重，最直接的就是水污染（地表水、地下水），而水污染直接危害到人类的饮用水安全。饮用水安全危机目前越发彰显，近几年水污染突发事故频发，影响区域供水安全；地表水严重富营养化，藻类、氨氮等明显超标，有机有毒污染加重，水质不断恶化，可饮用水源越来越少；水资源漏失严重，部分城市漏损率高达40%。究其原因，主要是水资源

7、缺乏科学合理的利用和保护、水质净化和监测力量薄弱、不重视管网系统的安全输配等隐患。针对我国饮用水普遍存在的安全隐患，国家“十一五”水专项中饮用水安全保障技术研究与示范主题以新生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)为依据，配合全国城市饮用水安全保障规划的实施，通过关键技术研发、技术集成和应用示范，构建针对水源保护-净化处理-安全输配全过程的、集水质监控、风险评估、运行管理、应急处置于一体的饮用水安全保障技术、标准和监管体系，为全面提升我国饮用水安全保障能力和促进相关产业发展提供科技支撑。尽管我们通过数个五年计划的实施在饮用水安全保障技术方面取得了较多突破，但是我们在技术集成、产品研发等方面

8、存在的问题仍不容忽视。我国目前技术到产品研发和推广进程明显滞后，没有形成与国家科研投入相匹配的产出，因此，饮用水领域亟需集成科技成果、形成技术-产品-产业的有序转变，提高国有设备的市场份额，建成一批拥有我国自主知识产权和核心技术的饮用水相关设备、材料产业。（2）我国饮用水行业产业化存在的问题1）过度依赖进口国内饮用水设备市场上，国外设备仍占主导。以水质检/监测设备为例，目前国内使用的大型水质检测设备和水质实时在线监测绝大多数源于进口，并且配套耗材价格昂贵。相对于国外饮用水设备，国产设备质量偏差、技术含量偏低、使用寿命较短，缺乏市场竞争力。2）供水过程损耗过大供水管网老化、漏损问题严重，仅200

9、9年管网跑、冒、滴、漏就损失城市供水近100亿立方米，这些均增加了供水成本。产销之间的巨额差距对供水企业来说既加大了供水成本，也是社会资源的巨大浪费。3）产业化进程滞后近些年，我国在饮用水工艺、技术研发上的投入逐年加大，行业整体的技术水平有了很大提高，但国家在产品的研制与开发上没有进行继续的投入与再投入，同时市场环境较差，国家对相应水质安全保障产品的政策扶持力度不够，导致产业化进程停滞不前。4）产品质量良莠不齐我国饮用水材料与设备行业主要以低层次、小规模企业为主，在产品上，由于重复投资，技术引进不够，饮用水行业充斥低质量产品。2006年10月中国城镇供水排水协会设备材料工作委员对大中城市自来水

10、管道进行统计调查，调查结果显示，目前供水行业塑料管市场生产厂家多、品牌多，原材料来源混杂、质量参差不齐，用户分散，处于激烈竞争状态。5）技术与产品转化率低据资料显示，我国高校每年有60008300项科技成果问世，但能够签约转化并能产生经济效益的科技成果只有约10%。这与美国、日本等发达国家科技成果转化率大多70%左右的水平相比有相当大的差距。国内饮用水领域技术与产品转化率低的原因主要是成果的技术含量低，应用范围面窄，同时行业政策和法规体系不健全，使科技型企业的技术优势无法充分发挥作用。6）核心竞争力弱，自主创新技术少目前，我国饮用水行业关键设备（如臭氧发生设备）等均依赖进口，盲目引进设备导致国

11、内市场多被进口产品占据，而产品的核心技术却控制在国外企业手中。国产设备普遍缺乏自主创新技术，产品竞争能力偏弱。在技术层面上，国内研发投入上以及创新机制上与国外相比都有很大差距。针对饮用水行业存在的问题，国内饮用水领域企业要根据自身的比较优势采用合适的技术创新模式，开发具有自主知识产权的核心技术，高度重视关键技术的应用，打造技术优势型核心竞争力。（3）饮用水行业产业化已有基础“十一五”水专项针对当前我国饮用水源污染严重和供水系统存在的安全隐患，以完善我国相关水质标准和规范、加强水源地保护与管理、提高供水系统的科学技术水平、初步建立饮用水安全预警和应急系统为目标，开展了关键技术研发和系统集成。预计

12、到“十一五”结束时，将会取得如下成果：建立全流程饮用水水质监测与预警技术，初步构建国家、省、市三级供水水质监控网络、预警系统和应急技术体系；建立应对突发性水源污染的城市供水应急处理系列技术；建立针对水源水质特点的饮用水预处理技术、强化常规处理技术、深度处理技术；建立针对不同类型村镇供水的分散型饮用水处理适用技术；建立和完善管网水质稳定化、管网监测、多水源联合调度和优化管理技术。上述成果为我国饮用水领域材料与设备的产业化奠定了理论基础，提供了有力的技术支撑。（4）饮用水行业产业化需要解决的问题饮用水安全保障工作仍存在大量亟需解决的问题。国家“十一五”水专项中部分技术只适用于特定的水质、特定区域，

13、水源地生态环境保护与恢复、区域饮用水安全综合保障能力提高等成套技术尚未形成，部分关键性技术研究仍需进一步深化；产出结构不合理，科技成果转化率低，多数关键性成套技术未形成产品，即缺乏技术的设备化及产品化意识、手段和平台，距离技术的产业化仍有一定距离；部分成套技术产业化研究不成体系；多数关键性试验设备操作只被少数专业研究人员所掌握，自动化程度差，普及率低，应用不广；各成套技术中自主研发的材料与设备较少，重大装备不能自给，多数先进设备为国外进口，造价昂贵。“十二五”产业化项目拟针对上述问题，对“十一五”水专项形成的具备产业化条件科研成果进行筛选，结合饮用水行业已有设备材料制造和生产基础，以市场需求为

14、导向，通过相关领域和上下游产业的渗入，打造产学研联盟，并对“十一五”期间技术指南、规范、标准等成果进行系统集成，实现饮用水安全保障关键技术产品产业的转化，为全面提升我国饮用水安全保障能力和促进相关产业发展提供科技支撑。2、饮用水材料与设备产业化特征及战略意义（1）饮用水材料和设备产业化特征1）市场需求旺盛为保证生活饮用水安全、卫生、健康，国家出台了新的生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），新国标的出台及实施给水务企业提出了政策及标准导向，为饮用水材料与设备产业化创造宏观环境。我国相当部分的水厂设施陈旧，工艺落后水厂出厂水不达标的共2487个，规模总计0.95亿m3/日，影响人口约1.7

15、亿人。为了达到新国标的要求，各水厂检测和处理设备都亟需升级改造，给饮用水材料与设备产业化提供了旺盛的市场需求。2）范围广、规模大基础供水设施落后及缺乏程度大，严重威胁我国饮用水水质安全的保障。据调查，在43个国家城市供水水质监测站中，具备水质标准要求的106项指标检测能力的仅有12个；在190个地方城市供水水质监测站中，约94%尚不具备42项常规指标的检测能力；在全国城市4500多个水厂中，约78%不具备每日必检的10项指标检测能力，其中2000多个水厂无任何检测手段。目前，可能导致水质问题的灰口铸铁管、冷镀锌铁管，以及其他老旧管道仍有一定比例，总长度10余万公里。综合以上，我国所需改造的饮用

16、水处理设施包括检测、管道、二次供水设备等，其种类多、数量大。3）以点带面，促进产业化整体提高产业化项目选择具有较大开发潜力和市场需求的材料和设备，作为饮用水产业化的突破口，探索饮用水材料和设备产业化模式，通过带动作用，促进关联材料和设备的研发、推广以及产业化，实现饮用水材料和设备产业化水平的整体提高。（2）饮用水材料和设备产业化的战略意义保障饮用水安全是关系到民生的第一要务，大力发展饮用水安全保障技术并推进产业化，对于解决我国经济社会发展中的水资源瓶颈问题，实现全面建设小康社会的宏伟目标，具有十分重要的意义。1）为保障饮用水安全打下坚实的基础饮用水材料与设备产业化会形成一批新型的高效的水质监测

17、设备、净水材料和净水设备。水质监测设备的产业化可降低同类产品的生产成本，并实现水质远程监控，加大水污染防控力度；新型净水材料和净水设备将用于老水厂的提标改造，增强水厂净水能力，全面提升饮用水的安全性。2）促进饮用水材料与设备产品结构与产业结构优化升级目前我国饮用水处理行业产业链不完整。该项目建立的产业化平台可以形成强强联手，针对具体问题重点突破，加速适应我国水处理发展水平的高科技含量技术和设备的诞生，提高我国同类产品的市场占有率，限制和淘汰落后生产力，推进产业结构的优化升级。通过探索产学研联盟的模式，实现产、学、研一体化，形成科研开发以市场应用为导向，科研促进市场健康发展，市场的发展回报科研的

18、良性循环，对促进产品结构和产业结构的升级优化有着重要作用。3）带动相关产业与产品的发展饮用水行业是一个涵盖物理、化学、光学、现代微生物学、分子生物学、流体动力学、电气控制、机械制造和给排水工艺等的多学科复合行业。饮用水材料与设备产业化必然带动相关行业的发展，也为不同专业之间相互交流和发展提供了一个很好的平台，尤其对交叉学科的发展有很大的推动力。饮用水安全保障产业共性技术的转移和辐射可能对相关上下游产业产生重大影响，同时这些具有重大影响的产业共性技术还可能引起产业的升级换代。4）具有巨大的经济、社会和环境效益 饮用水材料与设备产业化将产出一批拥有我国自主知识产权的水处理技术和设备，一些核心技术不

19、再依赖进口，减少了水处理中设备投资费用，大大降低了制水成本。一些成熟的技术可通过知识产权的转让为企业或国家获得直接的经济效益。待产业达到一定规模，拥有优势的技术实力后，完全可以进入国际市场，提高我国同类产品的市场占有率，获得更大的经济利益。随着我国水资源市场化进程的加快，饮用水材料与设备产业化将成为我国经济的一个新的增长点。产业化过程更有利于饮用水材料和设备向节能、高效、绿色科技的方向发展，更有利于在水处理过程中提高水资源利用效益，降低能耗，促进低碳经济的发展。（二）饮用水领域产业化模式饮用水产业化过程按照其与实际应用目标的远近，分为基础研究、应用研究、开发研究和推广应用四大阶段。产业化的关键

20、环节在于开发研究和推广应用阶段。作为生产主体，也作为市场经济的主体，企业受供求规律和优胜劣汰规律的支配，具有循序渐进性、受市场影响较大。如何有效的将各阶段衔接起来，使产业化顺利进行成为饮用水材料和设备产业化的关键。以下就建立产业化研究模式、经费筹措模式和组织管理模式进行分析。1、建立“产学研联盟”平台模式 “产学研联盟”是适合中国国情的一种产业化模式。科技成果是在实验室环境下，着重于技术功能的实现；产品化要求满足用户对稳定性、可靠性、实用型和高性价比的要求；产业化则要求建立规模化生产工艺、质量保证体系和售前售后服务网络，最终占领市场。如果没有高校和科研院所强大的科技支撑，饮用水事业的发展就会大

21、打折扣。同样，如果没有企业对高校和科研院对科技成果的需求，一流研究型高校和科研院的科研乃至教育事业的发展也会受到影响。而在饮用水这一特殊行业，如果没有水务企业对科技成品和设备的需求，也就没有市场。因此，应加强高校和科研院所、水务企业与企业的合作和联系，切实形成产学研结合的格局。（1）以企业为主体的产学研联盟企业是在理论研究和小试验证的基础上具体研制、推广和应用产品的主要部门，包括设备材料的制造生产企业和作为终端用户的水务企业。建立以设备材料的制造生产企业为主体的产学研联盟，以市场为导向、以企业为主体，将高校、科研院所的人才和成果引导到科技产业化的方向。企业对市场需求有充分的了解，在自身已有产品

22、特点的基础上，通过自身科研中心和高校等科研院所的合作，加强产品对市场的适应性和竞争力。水务企业对饮用水水质的安全和稳定有最直接、最重要的责任。建立以水务企业为主体的产学研联盟，搭建高校、科研院所，企业沟通的平台，以研究中心的形式提供场所和试验基地，既可借助科研院所的力量发现和解决水处理过程中现有的实际问题，又可验证企业产品的实用性，促进科研项目向科研成果产业化的转移。国内一些拥有自己的研究机构和仪器设备制造机构的大型水务集团，已开始了与高校和科研单位的合作，建立产学研联盟的初步探索。（2）以高校或科研院所为主体的产学研联盟高校拥有众多实验室、科研人才、研究中心，是重大科技创新的主要源头。据统计

23、，目前我国高校从事科学研究开发的人员约70余万，占全国科技力量的25，承担了2/3的国家自然科学基金项目和14以上的国家科技攻关任务，但仅10科技成果可实现技术到产品的转化。所以，对，应将一些具有开发性科研中心的高校和科研院所推向市场，办成经济自主、自负盈亏、自我发展的实体型科研生产联合体，将技术成果进行合理定价后推向供需竞争体系,繁荣技术交易。开发性科研机构只有走入市场才能更具产生活力和效益。2、建立产业化经费筹措模式针对饮用水材料和设备产业化，建立适用于我国饮用水产业化的经费筹措模式。坚持政府投入为引导，企业投入为主体，银行信贷、社会资本为支撑的多元化融资体系。（1）政府投入为引导在产业化

24、的初级阶段，主要通过国家重大课题启动，政府下拨一定数量的资金进行扶持。包括事前补助为主，事后补助为辅的形式。如设备开发前及开发过程中，提供技术研究和产品制造相应补助，保障工艺设备研发；设备开发技术后进行市场开发和产业化推广过程中，对本设备应用企业进行补贴，降低应用风险和经济压力，为本设备推广应用提供条件。（2） 企业投入为主体随着产业化格局的形成，要建立健全的市场机制，就必须逐步转化为以企业投入为主的资金筹措方式。通过对投资于应用研究的企业给予一定奖励，或给予减免税、低息贷款、贴息贷款等优惠政策，鼓励企业资金投入。饮用水材料和设备产业化给企业带来了直接的经济效益，各种优惠政策的鼓励极大的调动企

25、业对饮用水产业化积极性，也使企业在“产学研”的平台上提升自身的市场竞争力，可持续发展力。（3）银行信贷、社会资本为支撑公用事业虽然利润率不高，但具有现金流回报稳定、收益风险低的特点并且未来随着收费机制的进一步到位，其资本回报收益还有进一步上升的空间，因此也成为各种资金青睐的对象。通过政策倾向加大对自主创新成果产业化项目的信贷支持力度，加强担保机构等融资支撑平台建设，为自主创新成果产业化项目融资提供服务，带动工商界的加入。3、组织管理模式饮用水材料和设备产业化项目是一项任务复杂而艰巨、意义重大、影响深远的工作。由于项目涉及政府、高校和科研院所、水务集团及企业等多种不同性质的单位，所以组织和管理更

26、具复杂性。为保证饮用水产业化的顺利实施，本专题实行新的项目管理机制，成立由政府、水务企业、科研院校、企业以及技术专家共同组成的领导小组和领导办公室，对实施过程中一些重大问题做好统筹规划和项目的进展进行监督；聘请国内外知名的技术专家、经济专家和战略专家组成专家委员会，对项目的实施中一些关键问题进行指导；积极鼓励科技咨询服务中介的建立，完善社会化服务职能，解决企业技术方面的难题，促进成果的转化和推广；“产学研联盟”由具体实施主体单位做好组织协调与监管工作，各个部门需要多方面协力配合，为保证项目按计划实施，严格按照重大水专项有关组织实施方式，进行项目的组织实施。二、项目目标、技术路线、产业化内容及预

27、期成果（一）项目目标针对我国水质污染事件频发，水厂工艺难以保障饮用水安全，管网水量漏失严重，主流净水设备与材料市场被进口产品占据等问题，以提高饮用水水质标准，保障饮用水安全为出发点，建立以水处理科技企业为主体的产学研技术联盟，集成多项先进技术，进行饮用水领域内水质监测预警、臭氧活性炭深度处理工艺关键设备、膜材料与设备以及漏损预警检测设备为重点的产业化示范，带动相关材料设备及上下游产业的发展，建立相应产业技术标准，形成具有饮用水领域特色的产业化模式与政策。项目将带动主要饮用水设备与材料国产化，其中关键材料、设备占国内供水市场份额60%以上，成本降低25%以上，初步形成具有我国自主知识产权的饮用水

28、水质安全保障产业。（二）总体思路和技术路线1、总体思路以满足供水行业发展需求为目的，发展饮用水安全保障技术产业；以机制创新和技术创新为基础，把握技术发展方向，突出产业发展要素的合理配置，促进规模产业和大型企业的形成与发展，加快饮用水安全保障产品的产业化，大幅度提高整体创新水平和竞争力。(一)促进人才、技术、资本的有机结合，形成有利于我国饮用水处理领域长远发展的内在机制，择优支持、扶优扶强，促进具有较强市场竞争能力的企业和企业集团的形成和快速发展。(二)加速有重大需求和技术基础的新型饮用水安全保障技术系列产品的产业化进程，特别是技术含量高、产品性能价格比和功效成本比优良的产品的产业化。(三)突出

29、自主创新、综合集成、技术合作与技术引进相结合，加速形成和发展具有我国特色的优势技术领域，形成我国具有关键技术创新能力、工程化系统集成能力的产业化基地。2、技术路线水源水质污染输配水系统漏耗饮用水产业化滞后及核心竞争力不足问题污染物指标突发性污染常规处理不达标漏损预警监测政策法规不完善需求关键技术突破、产品研发监测、检测设备预测应急设备深度处理水厂改造预测应急设备产业化模式产业化政策净水厂用高效活性炭制备产业化产业化政策标准移动式饮用水应急供水设备产业化饮用水水质检测监测设备产业化供水管网漏损监控设备产业化新型二次供水设备研制及产业化饮用水处理用膜组件及装备产业化大型臭氧发生器设备研制及其产业化

30、生产试用、效果反馈、分析总结、形成产品技术标准产学研联盟饮用水材料与设备产业化与示范推广应用饮用水安全保障设备及产品产业化支撑平台建设图1.“饮用水材料与设备产业化示范”项目技术路线图该项目研究的技术路线是在“十一五”水专项饮用水安全保障技术研究与示范主题研究成果基础上，重点结合饮用水水质监/检设备、净水材料、水质净化技术装备领域的最新研究进展，开展饮用水监/检测/应急控制设备、净水材料、净水设备等几个方面研究与开发，形成从水源、水厂、管网到用户的饮用水安全保障产业化体系，并选择具有典型性的产品、设备进行产业化集成示范。具体技术路线如图1所示：（三）项目内容与标志性成果“饮用水安全保障关键材料

31、设备产业化”项目设置以下8课题：课题一 大型臭氧发生器设备研制及其产业化 课题二 饮用水处理用膜组件及装备产业化 课题三 新型二次供水设备研制及产业化 课题四 供水管网漏损监控设备产业化 课题五 饮用水水质检测监测设备产业化 课题六 移动式饮用水应急供水设备产业化 课题七 净水厂用高效活性炭制备产业化课题八 饮用水安全保障设备及产品产业化支撑平台建设课题一 大型臭氧发生器设备研制及其产业化1、目标针对我国饮用水深度处理和污水处理领域广泛采用的臭氧发生器及配套系统主要依赖进口、价格昂贵、技术服务不到位等问题，以研制稳定可靠、技术性能先进的臭氧发生器为目标，开发具有自主知识产权的高性能、高寿命的放

32、电管，研制臭氧发生器系列产品，形成以臭氧发生设备为核心的臭氧成套化、规模化生产制造体系，并集成臭氧发生相关配套设备和系统检测设备，推动臭氧系统配套设备国产化、专业化。2、重点任务本课题共设置三个研究内容：研究内容一：大型臭氧发生器关键技术的自主知识产权化和产业化研究内容二：大型集成臭氧发生器智能化控制系统的开发与产业化研究内容三：大型集成臭氧发生器系统设备与仪表的产业化（1）大型臭氧发生器关键技术的自主知识产权化和产业化研究臭氧发生器中发生单元器件、电源、控制系统、冷却系统等主要部件的关键技术，研制具有自主知识产权的高性能、高寿命的臭氧发生单元器件；大功率高可靠性的中、高频电源；提高发生单元器

33、件加工精度，降低电耗，并通过臭氧系统的优化设计与配置提升系统运行的稳定性。集成臭氧发生器的各组件系统，形成可产生高浓度臭氧，稳定可靠、低电耗的臭氧发生器，实现大型臭氧发生器关键技术的自主知识产权化和产业化。（2）大型集成臭氧发生器智能化控制系统的开发与产业化研制智能化控制水平高的臭氧发生器，设计大型臭氧发生器硬、软件控制系统，以及集成臭氧发生器各个设备和仪表组件进行智能化控制系统的研究，实现对运行指标的在线监测、数据的远传和异地控制、各技术参数的在线或异地调节、根据水质和水量智能化调整设备输出功率等自动化、智能化控制和调控功能。（3）大型集成臭氧发生器系统设备与仪表的产业化推动臭氧浓度测定仪、

34、气体流量流气仪表、压力表，水池双向安全阀，大型射流器、静态螺旋混合器、微孔布气器和尾气处理回收装置、制氧设备等配套设备实现专业化标准化生产；为实现集成化臭氧发生系统的自动化智能化控制国产化提供条件；同时针对集成臭氧发生器系统在具体应用时制定相应的系统运行安全规范、验收标准和规范化技术服务规程，实现社会化服务。形成以臭氧制备设备为核心的成套臭氧制备系统的规模化生产制造体系，推动臭氧系统配套设备国产化、专业化、标准化、智能化。3、关键技术及科学问题（1）关键技术1）用于臭氧发生单元的介电体材料有玻璃、搪瓷、陶瓷等材料，其击穿电压值，介电常数，介质损耗系数是主要的电气性能指标，三项指标提高可提高臭氧

35、产生效率，降低臭氧电耗，提高抗击穿可靠性。其技术难点在于优化材料配方，改进加工成型工艺。由于原材料或型材是外购的，有的还是进口的，需要原材料生产方配合试验、改进，难度较大。由于产效低，使某些领域需要几十公斤甚至上百公斤臭氧的企业在选择和使用上面临极大困难和不便。发生器的中、高频逆变电源是产生臭氧的动力，所以电源是制造大型（超大型）臭氧发生器装置的瓶颈。由于发生室是容性负载，高电压下产生电晕放电对电源频率、波形、功率因数都有要求，高达800KW大功率对逆变器件的耐压、电流和控制保护要求极高。2）臭氧发生器控制系统除保证发生器的工作参数控制外，还应检测系统内的相关装置工作及水中参数等，并做到检测、

36、反馈与闭环自动调节，并与水厂总控室建立数据通讯、建立DCS网络监控系统。3）臭氧系统除臭氧发生器外，还包括气源装置、预臭氧和主臭氧投加装置及尾气处理装置。臭氧投加装置如大型射流器、静态螺旋混合器、布气器和臭氧尾气分解装置与呼吸阀等，国内没有正规标准化产品，需要自主设计或合作研制，气源装置、仪表、仪器则需优化选型，保证功能、质量。（2）科学问题1）对各种材质的基本性能，如结构和电特性进行合理评价，提高其电晕功率，并使其达到可靠、稳定，是本课题的科学问题之一。2）中高频电源的容性和负载特性，包括有放电过程的放电开始时间、放电间隙发生放电的临界条件、无放电过程负载电压与电流的关系、有放电过程负载电压

37、与电流的关系、负载平均等效电容以及放电过程的功率消耗等，以及减小漏感，减小电容效应，同时根据负载情况调整匝数比，使最高工作频率时的工作峰值电压小于管的最高耐压，是本课题的科学问题。3）避免或减少网络在传输数据的过程中、其路径的不确定性以及信道的阻塞；基于网络的控制系统的稳定性、可控性和可观测性是本课题的科学问题之一。4、产业化条件和依托工程（1）产业化条件1）市场应用前景饮用水应用臭氧的历史近百年。早期应用目的为对微生物消毒，近期则以去除化学污染为主，在美、日、欧洲得到大规模应用。我国饮用水应用臭氧-活性炭深度处理技术已有十几年历史，新的生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）公布后，得到

38、有力推广与快速发展。据不完全统计，浙江、广东、江苏、北京、上海等地近40个水厂装备了超过1500kg/h的臭氧设备，处理水量近1000万m3/h,。臭氧设备装机量100kg/h及以上的水厂有3个，进入世界大型臭氧水厂行列。我国大型臭氧发生设备研制起步较晚，目前深度处理应用的臭氧设备绝大部分为OZONIA、WEDECO、富士、三菱四家外国公司生产。由于深度处理技术开始时在我国属于探索性应用，深度处理工艺、设备由上述公司总承包。由于臭氧设备标准及应用环境差异，技术培训和服务明显不足，运行中产生了很多问题，如：南方地区环境温度高，冷却水温高，发生器功率负荷高，发生单元介电体击穿率高，配件昂贵，维修费

39、用难以承受；国外公司在我国的技术服务人员没有或很少，设备发生故障不能及时维修，影响水厂运行；臭氧系统设备没有认真验收；配套仪器、仪表无定期检查、维护、校准服务，系统处于失准工作状态。我国臭氧企业自2001年开始研制深度处理用大型发生器。在发生单元结构、介电体材料与工艺、中高频逆变电源 、 控制系统等多方面进行试验、研究，开发了系列产品。目前国产臭氧设备已进入江苏昆山、上海松江等水厂深度处理工程。按住房与城乡建设部2009年调查统计，在全国城市4553个公共供水厂中，水源水质不符合要求的水厂2566个，涉及供水量1.47亿m3/d，用水人口达1.9亿。其中化学需氧量COD超标的有431个水厂，供

40、水量约4200万m3/d.。按5年内70%采用臭氧-活性炭深度处理技术解决，水量达到约3000万m3/d。按每立方水投加3mg臭氧计算，1万m3/d供水需1.25kgO3/h，水厂按30%备用量采购，则1万m3/d供水装机为1.6kgO3/h，3000万m3/d需臭氧设备4800kg/h。目前按液氧源系统装机，每kg臭氧系统设备平均价格约12万元，则产值为5.8亿元。按PSA制氧或空气源系统装机，每kg臭氧设备约为18万元，则产值8.6亿元。上述价格水平为进口产品的50-60%。2）课题承担单位条件 具备生产高性能臭氧发生器的技术基础，拥有自主知识产权； 生产企业具有一定的生产臭氧发生器的能力

41、，并有一定的应用业绩； 具有稳定可靠的原材料供应渠道，以及相应企业的必要考核条件（资质/生产能力/企业信誉/技术力量和技术成果/市场占有率等）。3）课题经费支持本课题国拨经费不超过800万元，地方/企业配套经费不低于国拨经费的2倍。（2）依托工程依托工程是以大型臭氧发生器设备生产企业为牵头单位，同时结合研制单位和供水企业的实际需求进行设备批量生产的工程单位。建立臭氧发生器系列产品生产基地1个，年生产能力不低于100台（套）以上，市场占有率提高20%以上，其中，在饮用水方面规模化应用工程不少于10项。5、预期成果和考核指标（1）形成10-50kg O3/h的臭氧发生器系列产品，具体要求如下：氧气

42、源：浓度180mg/L，发生效率11kWh/kgO3（冷却水温度25）空气源：浓度30mg/L, 电耗15kWh/kgO3（冷却水温度25）（2）放电管使用寿命不少于10年，故障率达到或优于国外设备水平，返修率0.5%；（3）连续无故障运行一年后臭氧浓度、电耗指标降低10；（4）产品整体国产化率达90%以上，产品价格比市场同类进口产品降低30%以上；（5）建立臭氧发生器系列产品生产基地1个，年生产能力不低于100台套以上，市场占有率提高20%以上，其中，在饮用水方面规模化应用工程不少于10项；（6）应具有自主知识产权的核心关键技术，申请专利5项以上，并制定相应的产品标准。6、实施年限2011年

43、1月2015年12月。课题二 饮用水处理用膜组件及装备产业化1、目标针对目前超滤膜存在的易污染，价格较高的问题，开展膜设备规模化生产关键技术研究，研发低成本、高性能的系列化和成套化超滤膜设备，为超滤膜技术在城镇水厂和农村饮用水中大规模应用提供保障，提升国内膜企业在国内外水业市场中的综合竞争力。2、重点任务本课题共设置3个研究内容：研究内容一：高强度、长寿命和抗污染超滤膜的产业化研究；研究内容二：浸入式和压力式超滤膜组件的研发与成套设备产业化研究；研究内容三：超滤膜的评价指标、检测方法以及检验平台的产业化研究。各研究内容具体阐述如下：研究内容一：高强度、长寿命和抗污染超滤膜的产业化研究；（1）完

44、善和改进超滤膜材料的制造工艺，研发具有高强度、长寿命和抗污染能力强的超滤膜材料；研究超滤膜生产工艺中产能合理配置和物料（铸膜液、膜材料等）回收与再利用的工艺系统，初步形成具有绿色产业、低碳工艺特点的生产线。（2）研制膜组合工艺针对不同水质研究若干种膜组合深度处理工艺；考查不同组合工艺的水处理效果；评价不同膜组合工艺的可靠性、稳定性和经济性；对典型的膜组合工艺进行示范工程。（3）膜组件和设备的成套化、标准化、智能化优化工业化制膜工艺参数，研究小型、中型和大型的膜组件的水处理性能，同时进行膜设备的成套化、膜设备的智能化研究；将膜组件标准化、系列化和产业化。研究内容二：浸入式和压力式超滤膜组件的研发

45、与成套设备产业化研究；（1）浸入式和压力式超滤膜组件的制备与生产工艺优化优化浸入式和压力式超滤膜组件的制作工艺；优化浸入式和压力式超滤膜组件的制备条件。（2）以超滤净水技术在实际水处理工程中的应用为目标，研发标准化的超滤膜丝和超滤膜组件；基于老水厂的提标升级和扩容改造，确定适用于絮凝池、沉淀池和滤池结构形式的浸没式超滤膜系列化设备；基于新水厂建设，优化柱式超滤膜组件的布局形式及其管路系统，形成系列化设备；以应对突发性水污染或其他灾害条件下城镇的供水安全保障为目标，针对不同污染物和应急需求，研发以超滤膜净水为核心的一体化应急装备。 （3）选择典型水源及其特征污染物，研究超滤设备在老水厂升级改造和

46、新建水厂工艺选择中的应用形式，进行超滤膜净水前处理关键技术研究，形成以超滤膜净水为核心的工艺系统及其优化方案；研究水源类型及污染物条件下超滤膜污染的形成机制，基于不同的工艺组合形式，建立超滤膜组合工艺系统的膜污染控制关键技术及工艺运行策略。（4）针对不同流域水源的水质特点，结合具体工程案例，对已建膜水厂超滤系统的运行情况进行跟踪调研与运行优化研究，形成超滤膜系统工程技术规程；以专业案例为标杆，建立针对不同系统方案的系列化超滤设备选型与设计指南；研究超滤系统运行与进水水质之间的影响作用关系，建立超滤水厂信息管理系统。（5）以超滤膜生产所需要的制造环境条件和膜设备生产所需的周边配套能力为约束，探讨

47、以成套设备生产为主要目标的膜设备生产基地布局方案；以保障超滤膜设备在水业市场的可持续发展为目标，探讨建立产学研联合科研体的模式；以保障膜水厂的设计、建设和运营为目标，建立符合水业市场需求的上下游市场化营销网络和产业链的发展模式。研究内容三：超滤膜的评价指标、检测方法以及检验平台的产业化研究。（1）构建膜设备和材料评价体系针对不同水质考查若干种膜组合深度处理工艺效果，评价不同膜组合工艺的可靠性、稳定性和经济性；对评价指标和标准进行矫正和优化，验证评价指标和标准的有效性，构建和完善膜应用安全评价体系。（2）超滤膜装备检验平台的产业化研究。以超滤膜净水技术在实际工程中应用为目标，建立完善的超滤膜材料

48、测试与评价体系，并进行产业化推广应用。3、关键技术及科学问题（1）关键技术1）超滤膜生产工艺中产能合理配置和物料（铸膜液、膜材料等）回收与再利用的工艺系统，初步形成具有绿色产业、低碳工艺特点的生产线。2）深化应用研究与工程实践，建立超滤膜设备运行测试及修复平台，建立制备膜设备标准与工程技术规程；3）开发出高通量、抗污染、强度高、寿命长的经济型有机/无机复合超滤膜，并实现标准化、系列化和工业化；4）利用膜材料开发适应于城镇不同水质特征的集约型成套净水设备；（2）科学问题1）超滤膜生产工艺中产能合理配置和物料（铸膜液、膜材料等）回收与再利用；2）标准化的超滤膜丝和超滤膜组件的研发；3）基于新水厂建

49、设，柱式超滤膜组件的布局形式及其管路系统的优化；4）亲水性强的无机纳米颗粒和PVDF溶液的最佳复配比例；5）适应于城镇不同水质特征的集约型成套净水设备的开发；6）膜设备测试平台的建立、膜设备标准与工程技术规程的形成。4、产业化条件和依托工程（1）产业化条件1）市场应用前景膜分离技术是一项绿色生态的净水技术，由于膜装置的集约化，能节省很多土地资源，是一种环境友好型和有利于可持续发展的净水技术。当前国内市政供水超过95%以上还是传统净水工艺，随着水质标准的提高，绝大部分需要升级改造，而其中膜法水处理技术正是发展方向之一，超滤膜净水技术市场需求亦非常巨大，研究高强度、长寿命和抗污染超滤膜并将其国产化

50、，潜在用户非常广泛、市场前景乐观。2）课题承担单位条件具有自主知识产权的膜技术及产品；近5年内主持承担过国家级科研项目；已有市政供水规模大于10,000m3/d的超滤膜技术应用水厂业绩2个。 3）课题经费支持本课题国拨经费1000万元，国拨经费与地方或企业配套经费的比例为1:2。（2）依托工程1）研究出若干种膜组合给水深度处理新工艺，并进行工程示范；2）建成适合于含铁、锰、砷、氟水质及苦咸水等特殊水质的模块化小型成套净水设备产业化示范基地；3）根据新建水厂和老水厂工艺改造的不同需求，构建系列以超滤膜技术为核心的工艺体系并进行工程示范。5、预期成果和考核指标（1）形成3个系列以上的超滤膜组件及设

51、备，国产化率达到95%以上，与国外同类产品相比，成本降低30%以上；（2）浸没式膜组件稳定运行膜通量不小于20L/m2hbar；压力式膜组件稳定运行膜通量不小于70L/m2h bar；（3）膜寿命不小于6年，且6年内总的通量衰减不高于30%；（4）建成超滤膜水厂总规模不小于50万m3/d，农村或小型供水应用点在50个以上；大型膜设备单位投资成本低于300元/吨水、运行成本低于0.15元/吨水；（5）建成1-2个大型的超滤膜产业化基地，膜材料产能不低于300万m2/a，市场占有率不低于30%；（6）应具有自主知识产权的核心关键技术，申请专利5项以上，并制定相应的产品标准。6、实施年限2011年1

52、月2015年12月。课题三 新型二次供水设备研制及产业化1、目标针对我国二次供水设施存在的安全隐患，大量二次供水设施面临升级改造的迫切需求，研发具有显著节能效果和水质保障与改善功能的成套二次供水设备，并形成规模化生产能力，为早日实现“龙头水”水质达到生活饮用水卫生标准提供技术和装备支持。2、重点任务本课题节能显著是重点，保障水质、水压、水量是前提，同时还要改善功能,降低成本,便于产业化生产。为此将研究课题分解为3个研究任务：任务1 研制可大幅降低能耗、提升效率、节能效果显著的保证供水安全的成套二次供水设备；任务2 研发、制造具有水质保障与改善功能的、模块化的二次供水集成设备；任务3 研制与二次

53、供水集成设备相配套的水质与系统监测、监控和预警等控制系统，实现远程水质在线监测、监控，系统信息互通和监控调度。（1）研制节能、高效、安全的新型成套二次供水设备随着城市建设步伐加快与城市用地紧张之间的矛盾加剧，民用和公共建筑的建筑高度也在不断增高，高层用户对自来水管网的服务压力需求远远超过了城市公共供水管网所能提供的服务压力，所以必须采用二次加压方式供水。尽管变频技术在我国快速发展，使得这一既环保又节能的技术在供水领域得到了广泛的应用。但据有关资料显示，在供水系统中，电耗仍占供水成本60%以上，同时我国的水泵电能消耗占总电能消耗的21%以上，由此可见，节能降耗的潜力巨大。而叠压设备由于将自来水压

54、力直接叠加供水，可节约大量电能，作为一种新型二次供水设备在很多地方得到应用，但其使用受到管网条件、水量、水压等多方面限制，无法使其得到大规模的应用。针对我国目前城镇二次供水过程中设备能耗较大的问题，研制节能型二次供水设备。同时，通过技术创新，集中水司和企业的优势力量，研发环境友好、性能稳定、安全高效的二次供水系统及配套产品，并达到产业化示范。此项研究任务的主要内容应包括以下几点：1）调查国内大中型城市二次供水水量、水压需求，研究与用水规模和入住率有关的用水规律，研究高层建筑给水分区与设备配置之间的关系。对二次供水方式的选择、设备/设施的选型与合理配置提供合理的依据。针对不同需求，立足现有产品和

55、技术，对其进行优化、改进，实现控制系统、水泵和储水设施的最佳组合。 针对叠压设备还需研究叠压设备的准入条件以及现有传统二次供水设施有条件地改为叠压的可行性和合理性，规范管网叠压设备的使用环境和条件，在保证满足高效安全供水的同时，能够有效降低对市政管网水质和水压产生的副作用。2） 变频调速系统运行时存在功率因数低的问题；目前功率因数只有约为0.7-0.75，通过优化变频调速系统配置，如果通过攻关提高设备的自然功率因数达到0.95以上，将大大降低系统运行的能耗。3）变频控制模式问题传统变频二次供水系统一般都是24小时连续运行，在小流量或零流量（夜里0点时至凌晨6时）都在做无效的工作，在保证用户不影

56、响用水的情况下，可通过自动改变运行控制模式使得在一天1/4的时间段中让设备自动停止工作或少工作,也可以大量降低运行成本。在通过采用精度较高的压力变送器来保证反馈的精准性的同时，系统可以根据偏差在两种控制模式之间进行切换，结合实际情况偏差大时采用模糊控制，偏差小时采用PID控制，既降低了能耗也增强了系统的稳定性。 4）研究开发利用太阳能、风能、潮汐能等新能源技术为二次供水设备提供动力，并将两者结合，开发新型节能二次供水设备。（2）研制具有水质保障与改善功能的、模块化的二次供水集成设备；根据饮用水水质标准，评价点为“龙头水”，而二次供水中间环节多，易出现供水安全隐患。主要表现在，符合国家生活饮用水

57、水质标准的自来水在二次供水系统的管道输送、蓄贮过程中，水质因停留时间过长，因管理不善等原因会变差，与出厂水相比水质有明显的下降，对用户安全用水会造成不利影响。针对我国目前城镇二次供水过程中存在的水质问题，研制具有水质保障和改善功能的、模块化的新型二次供水集成设备及配套设施，并达到产业化示范。此项研究任务的主要内容应包括以下几点：1）研发新型防腐、抑菌、易清洗、高安全性的二次供水水箱材质及附属管材。2）研发安全、高效、成本低廉的新型消毒技术，开发设备性能可靠、便于实施和管理的，可根据需要自由组合的模块化二次储水设施（水箱、水池等）消毒设备。3）探索高效、便捷的二次储水设施（水箱、水池等）的清洗方

58、式以及清洗时不断水的水箱结构。4）研究更安全、可靠的二次储水设施（水箱、水池等）人孔、通气孔的防护措施。（3）研制与二次供水集成设备相配套的水质与系统监测、监控和预警等控制系统二次供水设备做为一个城市保障安全可靠供水的最终环节在供水系统里起到举足轻重的作用，但由于二次供水设备数量逐年增多，在实际管理过程中出现管理维护人员不足，故障反馈周期较长，设备故障率较高等问题，研发基于现代化管理手段的二次供水远程监控系统将有利于提高二次供水设施运行管理的科学性，对于预防和发现设备隐患，减少和杜绝设备故障，保障安全可靠供水是十分必要的。作为供水管理部门，要加强对二次供水设施的管理，也必须做到对二次供水设备进

59、行集中管理，精确控制，实现对二次供水设施进行远程监管的目的针对我国目前城镇二次供水过程中管理比较混乱、设备维护效率较低的问题，研制一套与二次供水设备相配套的水质与系统监测、监控和预警等控制系统，实现二次供水系统的远程水质在线监测、监控，系统信息互通和监控调度，提高管理效率。此项研究任务的主要内容应包括以下几点：1）研究制定二次供水系统监控标准，包括数据采集标准、数据传输标准，数据处理标准等。2）开发上位调度监控系统，包括实时监控系统、图像监控系统和调度管理系统。具备远程监测、控制、预警、调度、信息互通、历史数据存储与查询等功能，支持多种传输协议，兼容多种监控设备。能够根据监测数据对二次供水设备

60、进行智能分析，总结并预测其运行状况，提出操作建议。对二次供水设备故障及设施安全进行有效保护，能够及时自动响应并发出报警信号。3）开发下位数据采集和视频监控系统。数据采集信号包括：进水压力和出水压力、运行电耗、流量、液位、浊度、余氯、pH值等。提高设备的适应范围、响应速度、灵敏度、准确性，降低设备成本，实现标准化、模块化。4）研究可兼容多种通讯手段的数据传输装置：研制新型通讯装置，兼容多种网络组网模式，实现标准化、模块化。根据不同需求，可选择电话、有线、Internet、WLAN、GPRS、CDMA、3G等多种通讯方式，提高通讯的速度、保证准确性、稳定性。3、关键技术及科学问题（一）研制节能、高

61、效、安全的新型成套二次供水设备涉及到的关键技术：（1）对现有技术和产品优化、集成技术的研究（2）提高变频调速系统节能效率技术的研究：（3）合理设置调控模式，降低运行能耗技术的研究：（4）PID控制和模糊控制两种方式有机结合的研究：（5） 将新能源技术与二次供水设备结合开发节能型二次供水设备产品的研究；（二）研制具有水质保障与改善功能的、模块化的二次供水集成设备涉及到的关键技术： （1）新型防腐、抑菌、易清洗、高安全性的二次供水水箱材质及附属管材的研发；（2）安全、高效、便捷、成本低廉的新型消毒技术及储水设施清洗方法的研发；（3）储水设施安防技术的研发；（三）研制与二次供水集成设备相配套的水质与

62、系统监测、监控和预警等控制系统涉及到的关键技术（1）上位调度监控系统的软件开发。（2）开发下位数据采集和视频监控系统的集成技术。（3）多种通讯手段的数据传输装置集成技术；4、产业化条件和依托工程 （1）技术验证省级以上技术监督部门、城市供水行政主管部门中负责水质检测的监管机构和供水企业二次供水管理部门参与研制二次供水设备的技术验证，检测机构（部门）必须要有省级以上技术监督部门的资质认定。（2）依托工程本课题中3个研究任务的依托工程，可由承担课题的供水企业结合实际情况选取若干符合条件的新建工程及改造工程作为示范工程，相关单位密切配合，通过跟踪研究，加强原始数据的收集、整理、分析，同时调查当前在用

63、的若干典型二次供水设备的水质保证率、水压保证率、能耗、造价、成本及用户使用意见，以便与示范工程对比，可验证所采用技术的实际效果，并根据所取得的成果适时推广。（3）配套条件1）承担单位建议生产企业为牵头单位，实施主体为生产企业与供水企业和科研院所结成的“产学研联合体”，以产学研联合攻关的运作模式实施。生产企业作为为牵头单位，主要负责总协调及设备生产，高校与科研院所负责技术攻关，由供水企业提供产品应用示范平台。2） 承担单位的选择根据项目具体情况及相关法律规定，建议采取公开招标、邀请招标等形式确定承担单位。承担单位应具备的基础条件：生产企业： 具有自主知识产权的技术，具有多年二次供水设备研制、生产经验；已具备设备生产能力1000套/年以上，产品技术成熟、运行稳定，有较高市场占有率；已有产品的应用工程数量累计超过50个，设备累计加压供水户数不少于10万户。近五年参加过国家或省部级科研项目或课题；