水中有机物自动化解析设备

一、项目介绍

1. 痛点问题

水中有机物对供水处理和污废水深度处理有重要影响。例如，水源水中有机物会影响混凝沉淀效果、臭氧氧化效果、活性炭吸附效果，导致出厂水存在超标风险，或者导致水厂必须投加更多水处理药剂增加成本。污水处理中有机物会影响深度处理效果，造成难以稳定达到1级A、IV类或更高水平，同样会增加药剂、电耗等成本。

目前检测水中宏量有机物的指标主要有化学需氧量（CODCr）、高锰酸盐指数（CODMn）、总有机碳（TOC）、254纳米吸光度（UV254）。但是这些指标只涉及总量，是“黑箱模型”，并不能提供更多有机物性质信息。但是，不同来源、不同类型的有机物其特性差别很大，其可处理性也各不相同。因而，仅依靠这些有机物总量数据难以提供更有针对性的工艺选择建议，在运行时也难以总结有机物去除规律，及时调节工艺参数。

目前研究人员采用的有机物解析方法是树脂分离法，采用XAD-8树脂、阴阳离子交换树脂，按化合物的极性和电荷特性将水中有机物分为亲水性酸、亲水性碱、亲水中性物质、疏水性酸、疏水性碱和疏水中性的多种组分。但是该方法存在操作复杂、劳动强度大、耗时长、回收率较低，误差大的不足。因此，该方法并没有被行业所接受成为一个通用分析技术，更没有开发出相关设备。

2. 解决方案

本团队基于十余年研究工作基础，开发了一种基于选择性固相萃取的有机物解析技术。在有机物宏观指标的基础上，按照极性、电性、分子量等核心指标进行分级分类，可将水源水质有机物风险的评估从“黑箱模型”提升为具有更多信息、更高颗粒度的“灰箱模型”。

本团队在国家相关课题支持下，开发了一种新型水中有机物自动解析设备，可将水中有机物按照极性、电性等核心指标进行分级分类，定量描述水中有机物不同特性组分的浓度和比例；该设备实现了全自动化分析，有效解决了传统树脂分离法操作繁琐、耗时耗力、回收率不稳定、对净水工艺的指导性不强等问题。设备的软件界面友好，易操作维护；同时配有智能分析系统，能根据结果可提供工艺调整建议。该解析设备可用于指导自来水厂、污水处理厂、再生水厂根据原水中有机污染物性质优化处理工艺，提高净水工艺针对性和效率。

图1  有机物自动化解析设备实物图（正面、左侧面）

3. 知识产权情况

已布局7项专利及1项软著，其中4项专利已获授权。

二、合作需求

1）寻求该设备工程化、产品化所需的研发资金500-1000 万元。

2）寻求投融资支持，计划融资1000-2000万元。

3）寻求技术许可，希望对方熟悉仪器制造，自有加工厂房，擅长市场推广，熟悉水务行业，有专业销售团队。

三、团队介绍

项目负责人为清华大学环境学院副研究员，博士生导师，主要研究方向为城镇供水技术与环境应急研究。发表SCI论文100余篇，授权专利约20项。曾获国家科技进步二等奖1项，中国产学研创新奖1项，省部级奖4项，日内瓦国际发明展银奖1项。现任生态环境部应急专家组成员、全国检察机关环境公益诉讼技术专家、国际水协（IWA）消毒委员会主席等职务。