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水处理市场研究报告

查看: 日期:2017-05-12 【字体:
 一、我国水处理技术现状
    水处理行业是多学科交叉、知识密集型的高技术产业,涉及到生物、化学、机械、电子等多个领域,是国家环保产业发展水平的重要标志。20世纪90年代以来,在国家大力推进可持续发展,建立绿色环保型节约社会的大背景下,国内的水处理企业通过引进国外的先进技术和不断的自主创新,在技术上取得了长足的进步,已经逐步缩小了与国外先进水处理技术的差距。由于自来水供应及其他这一细分行业对水处理的技术要求较低,各类技术也较为成熟,水处理行业主要研究对象为循环水系统治理和水资源综合治理行业。

    1、循环水系统治理技术发展现状
    循环水处理技术归根结底就是要回答在控制水质指标的前提下,如何保障系统稳定可靠运行及降低处理成本;如何有效提高浓缩倍数、节约水资源和二次污染排放等问题。目前,循环水系统治理领域的主要技术是物理方法和化学方法。
    1.1 物理法水处理技术发展
  物理法水处理技术的发展历程先后经历了强磁处理、高压静电处理、高频电磁处理及射频处理四大阶段。目前基于强磁处理和高压静电处理技术的产品因使用条件的限制已逐渐失去竞争优势,高频电磁处理及射频处理技术成为主流技术。

    1.2 化学法水处理技术
    循环水化学处理技术通过向循环水中投加水质稳定剂等化学产品的形式解决系统结垢、腐蚀及菌藻滋生问题。因容易导致二次污染及系统处理在先控制等问题,制约了化学法水处理技术的推广使用。
    1.3 循环水系统治理技术发展趋势
    目前,物理法水处理技术已经发展到较高水平的射频式物理场水处理技术,该技术在国内外集中式空调及采暖系统的循环水处理领域得到广泛应用。在实际工程应用中,射频式物理场水处理技术已经成功应用于广州大学城区域供冷与区域供热工程、北京奥运会大部分场馆、国家大剧院以及基础交通建设如北京轨道交通、天津轨道交通、南京轨道交通等工程中。
  化学法循环水处理技术的发展,是随着大型化肥石油、化工、冶金装置的引进而发展起来的。化学法处理方式应用时间较长,工艺也比较成熟。不过,化学法处理主要是通过加药设备定时或定期向水中投加定量药剂来控制水质的结垢、腐蚀及菌藻类滋生等问题,由于其运行成本高(需连续性向系统投加化学处理药剂)、容易造成水质二次污染,导致循环水水质不稳定,应用范围受到一定限制。
    目前,地表水、地下水及污水回用等动态性补水水质逐渐应用于循环水系统,动态化的补水水质与静态化的补水水质。由于国家重视节能减排以及环境保护,工业污水治理是企业投资建设的硬性条件,这使得工业污废水治理需求、工业循环水处理需求受政策影响表现刚性增长。上述原因是引致未来循环水处理和水资源综合治理行业市场需求规模持续增长的主要动力,也是形成需求拉动供给这一格局的关键原因。循环水水质要求之间就产生了矛盾,因此,在物理法的静态化处理循环水主要技术指标的基础上,辅以动态化化学处理解决补水水质动态变化的物化法水处理技术较好地解决了由于补水水质波动造成循环水水质不稳定的问题,是循环水系统治理领域技术的未来发展趋势。
    2、水资源综合治理技术发展
  水资源综合治理领域尚未形成具有全部功能的生产工艺,各种技术方法散见于污水、景观水、雨洪等相关水处理领域。
    2.1 污水治理技术
    目前我国污水处理中应用较多的技术包括氧化沟工艺、SBR法、CASS工艺、接触氧化法、曝气生物滤池工艺(BAF)、MBR法和速分生物处理技术等。上述方法各有优缺点,选取主要方法描述如下:

    (1)CASS工艺
    CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺是近年来国际公认的处理生活污水及废水的先进工艺之一。其基本结构是:在序批式活性污泥法(SBR)的基础上,反应池沿池长方向设计为两部分,前部为生物选择区也称预反应区,后部为主反应区,其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统;同时可连续进水,间断排水。
    (2)MBR工艺
    膜生物反应器(MBR)是一种将膜分离单元和生物处理单元结合的新型水处理技术,膜的高效截留作用,可以有效截留硝化菌,使其完全截留在生物反应器内,使硝化反应得以顺利进行,有效去除氨氮,避免污泥的流失,同时可以截留一时难于降解的大分子有机物,延长其在反应器的停留时间,使之得到最大限度的分解。这一工艺大大提高了生物反应器的处理效率,与传统的生物处理工艺相比,具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质好且稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点,广泛用于高浓度有机废水处理、中水回用、海水淡化等领域。
    (3)速分生物处理技术
    速分生物处理技术是一种新型污水处理技术。该技术的原理是利用流体力学中的“流离”原理,突破传统的生物处理方法,使处理系统中单一生物环境转变为多变生物环境,使污水在集合体内多次重复发生厌氧、耗氧反应,且处理过程无需沉淀池、反冲洗和污泥处理等系统。速分生物处理技术的核心是“速分生化球”,作为生物载体,填充在专门设计的速分生化池内,附着在其上的生物膜是生化处理系统的主体作用物质。速分生化球可正常使用30年而无需更换,比传统的生物填料节约了大量的更换、维护费用。
    2.2 景观水治理技术
 目前,景观水的技术是以物理法处理为主的较为简单的处理工艺,点源处理以截污换水为主,面源处理以气浮过滤为主,内源处理以增氧清淤为主。对于景观环境水体的治理通常采用的方法有: 
        (1)以过滤和充氧为主要特征的物理方法;
        (2)以投放药品控制微生物为主要特征的化学方法;
        (3)以加大与空气接触面积为主要特征的生化处理法;
        (4)以定期接种有净水作用的微生物为主要特征的生态处理法。
    2.3 雨洪治理技术
    雨洪即雨水,属于微污染水源。收集环节处理技术上相对简单,主要是解决储存和水体保持的问题,该环节的治理技术与景观水的处理并无本质区别。
    2.4 水资源综合治理技术发展趋势
    目前,单一的处理技术无法满足水资源综合治理领域的要求,以生物修复净化处理为代表的多种技术复合是必然的发展趋势。其核心是利用高效复合型微生物或培育的水培植物、水生动植物的新陈代谢活动,对水体环境中的氨氮、亚硝酸、有机物等有害物质进行转移、转化及降解作用,降低水中污染物浓度COD值;同时光合类细菌能利用光能和水中简单的无机物进行光合作用,固定水体中的氮和磷等元素的同时,产生氧气,增加水体中的含氧量,使好氧微生物通过自身的新陈代谢作用把水中的有机污染物分解成简单的无机物进一步吸收并利用水中的氨氮、总磷等营养元素和其它可溶性污染物,降低水体富营养化程度,从而使水体得到净化和恢复,达到新的生态平衡。从技术的本质上说,这种生物修复净化技术是对自然界恢复能力和自净能力的一种强化。

    二、水务市场篇
    当前,全国实际可利用水资源量已经接近合理利用水量上限,未来水资源开发难度极大。针对这一状况,我国宣布将水资源处理作为主要的政策目标之一,对于污染防治、污水处理、水资源循环利用等方面给予大力支持。国家“十一五规划”则明确水处理相关市场投入要占到同期GDP 的1.35%左右。

    1、 2009年水处理市场回顾
    2009年,我国水处理发展取得了明显的成绩。2009年我国全年水资源总量23763亿立方米,供水总量5933亿立方米。截止2009年底,城市供水综合生产能力达到2.74亿立方米/日,年供水总量超过500亿立方米,生活用水供水总量230万立方米左右,城市供水管道长度超过50万公里。同时,我国城镇污水处理事业进入了发展快车道,2009年全国设市城市、县及部分重点建制镇累计建成城镇污水处理厂1993座,总处理能力超过1亿立方米/日;正在建设的城镇污水处理项目2360个,可新增污水处理能力约6400万立方米/日,在建和已建项目处理能力总和预计可达1.6亿立方米。
    2009年以来,我国城市水务投融资结构环境发生有利变化,IPO 重启使一批传统水务集团选择了自己改制上市谋求发展之路。未来几年将是中国城市化发展最快的时候,要节水,要加速水污染的处理,要促进水的循环利用,这个阶段将成为水处理市场投资的高峰时期。随着政府日益提高的节能环保要求、市政公用的继续开放、环境产业政策的推进以及投融资环境的日趋完善,“十二五”期间中国水处理市场将迎来历史发展机遇,预测2012年我国水处理行业销售收入将接近1500亿元,到2015年水处理行业销售规模将超过2000亿元。
    2、中国循环水系统治理和水资源综合治理行业综述
    我国水处理行业经过多年的发展,已经逐步趋于成熟和稳定。由于近年来国家持续的水污染防治政策,水处理产业市场规模也将不断提升。  
    中国水处理行业未来发展前景看好,主要影响因素在于两个方面。其一,国家政策控制下的刚性需求,主要表现为国家鼓励推动水污染治理、推动节能减排实施、重视水资源循环利用、解决缺水地区饮水问题等政策引发的需求。而这些需求将主要促进循环水市场、中小规模的工业污水处理市场迅速发展。 
    其二,经济发展、人民生活水平提高产生的内在需求,主要表现为城市改造升级、中高档社区建设、人民对生活环境要求提升带来的公园绿地建设等新增水处理需求。这方面的需求将主要促进雨水、景观水处理和生活污水处理市场的发展。
    3、 新型水处理行业综述
    国内新型水处理企业是新兴水处理市场的主要业务提供者,是我国高端水处理市场发展的典型代表。他们的共同特征是掌握一定的核心技术并具有相当成熟的综合集成服务能力,虽然大部分企业技术设备差别大,经营规模偏小,但是其市场竞争力较强。
    3.1 循环水系统治理行业新型水处理企业的发展
在循环水系统治理行业业务构成上,中央空调循环水处理业务占到48.2%是主体市场,其次是工业冷却循环水处理业务占到27.3%,集中供暖循环水处理占到24.5%居第三位。 

 图1 国内循环水系统治理行业细分市场构成

 国内新型水处理企业主要集中于中央空调循环水、工业冷却循环水等高端设备生产及工程集成服务提供等业务,竞争力相对较强,2009年市场份额占到6.2%,外资企业市场份额为32.3%,国内传统水处理企业则达到61.5%。 

    3.2 水资源综合治理行业新型水处理企业的发展
    2009年污水处理的占比达到86%,其中城市污废水综合利用、污水处理、普通生产污废水综合利用等份额较大分别占到37.4%、27.5%和21.20%,景观环境水体治理和雨洪利用目前还处于起步阶段,市场规模依然较小,但是日益受到人们的重视。在水资源综合治理行业,国内新型水处理企业各项细分业务均有涉及,但是整体竞争力相对较弱。

图2 污水处理市场细分

 3.3 新兴水处理行业利润水平稳中有升
    循环水系统治理和水资源综合治理行业中的设备与集成服务需求水平均较高,新兴水处理市场的平均利润率在2006—2009年分别达到18.6%,19.3%、20.4%、21.3%,呈现稳步增长的发展态势。长远来看,在企业成本上升而价格下降的双重因素作用下,行业整体利润水平将逐渐下降向社会平均水平靠拢,但是对于处于发展阶段的我国循环水系统治理和水资源综合治理行业来说还要相当长的时间才会出现。
 图3 新兴水处理市场的平均利润率

     企业人工成本、新产品开发投入和产品销售价格决定了行业利润水平的变动趋势。随着循环水系统治理和水资源综合治理行业市场需求扩张,新企业进入增多,原有外资企业及国内上市污水处理企业也逐渐扩大在该市场的投入。这使得行业的竞争程度逐渐加剧,未来出现价格竞争的可能性大大增强。为了保持市场竞争地位不断加大市场开发力度和增加新产品研发投入成为企业的必然选择。另外,随着我国经济的持续快速增长,生产效率的不断提升,特别在《劳动法》出台之后,员工保障支出出现较大幅度上升,尤其是知识密集型行业,人工成本的增加更为突出。受到工资粘性的影响,企业经营成本必然出现不断增加的趋势,从而侵蚀利润,压缩企业盈利空间。
    4、我国水处理行业市场规模成长迅速
    4.1 行业总体市场规模发展
    2005年中国循环水系统治理和水资源综合治理行业市场规模为315.2亿元,2007年达到443.7亿元,2008年达到530.4亿元,2009年达到617.3亿元,增长速度接近20%。
图4 2005—2009年中国循环水系统治理和水资源综合治理行业市场规模发展(单位:亿元)

  市场规模的快速增长是双重需求因素拉动的必然结果:一是国家政策控制下的刚性需求,这主要表现在国家鼓励推动水污染治理、推动节能减排实施、重视水资源循环利用、解决缺水地区饮水问题等政策引致的需求;二是经济发展、人民生活水平提高产生的内在需求,这主要表现在城市改造升级、房地产开发中的中高档社区建设、人民对生活环境要求提升导致的公园绿地建设等几方面引致的水处理需求。第一类需求主要是促进了循环水市场、中小规模的工业污水处理市场发展,第二类则是促进了雨水、景观水处理和生活污水处理市场发展。
    2008年11月后受经济危机影响,我国经济发展明显减速,水处理下游市场需求增长有所减缓。为了应对经济危机,我国开始实施4万亿投资计划刺激经济,2008年,中央安排了110亿用于环保基础设施建设,包括管网建设,污水处理厂建设、垃圾处理厂建设等。2009年,中央预计安排200余亿元用于环境保护工作。2009年初出台了《中华人民共和国循环经济促进法》鼓励资源再利用。这一系列的措施有利于防止我国经济发展受到经济危机因素的太大影响,预计GDP增速依然可以保持在7%以上,城市化速度将继续加快。
       
    2009年建设部统计显示,全国设市城市660个,城市人口33805万人,城市面积39.9万平方公里。按照目前42%尚无污水处理能力的城市比例匡算,我国还有277个城市涉及1.4亿人口总计16.8万平方公里需要建设各类污水处理和水资源循环利用设施,这部分市场规模保守估计每年约384亿元。按照20%的释放比例计算,每年循环水系统治理和水资源综合治理市场的新增需求规模可达77亿元;原有城市及其他地域新增需求规模保守估计可达10亿元。
可以预计见,未来每年循环水系统治理和水资源综合治理市场新增需求规模可达87亿元左右,与2008年的530.4亿元规模相比增长速度达到16.4%。以此为增长速度作为预测基准(低于当前增速水平)对未来几年的市场规模进行了粗略估算,循环水系统治理和水资源综合治理市场规模2013年则增长至1133.4亿元。
图5 2010—2013年中国循环水系统治理和水资源综合治理领域市场规模预测 (单位:亿元)

 4.2 循环水系统治理行概况
    循环水系统治理行业主要包括中央空调冷却循环水处理、冷冻循环水处理、采暖水处理,集中供暖循环水处理,工业冷却、冷冻循环水处理几个细分市场的设备生产和销售。该类设备主要应用于商业建筑、市政工程、工矿企业、高档住宅区等工程项目。上世纪80年代以前,循环水基本不进行处理,主要采用重新补水的模式。后来引入化学法处理,但受国外药剂成本高国内药剂难以达标的限制,物理法应运而生,随着水资源稀缺性不断显现,循环水处理方法也在不断进步。经过近10年的发展,我国循环水市场取得了较快发展,但仍处于刚刚起步阶段。

    近30年来,我国经济规模持续增长,各地城市化建设加快,尤其房地产作为城市建设的重点产业成长迅速,这推动了循环水系统治理市场需求的扩展。伴随着国家推出的多项投资鼓励措施和产业振兴规划,工业用循环水处理市场需求显著提升。2005年我国循环水系统治理行业市场规模达到47.2亿元,到2009年突破80亿元,增速达到17.7%。
图6 2005—2009年循环水系统治理行业市场规模发展(单位:亿元)


 国家投资鼓励政策和城市化进程使得循环水系统治理市场需求增长得到保障,预计未来市场规模增长速度将会维持在20%左右。按照总体市场16.4%的增速作为预测基准,2013年达到164.5亿元。

图7 2010—2013年中国循环水系统治理行业市场规模预测(单位:亿元

 4.3 水资源综合治理行业概况
    水资源综合治理行业主要包括污水处理、景观环境水体治理、雨洪利用、城市污废水综合利用、普通生产污废水综合利用几个细分市场。主要应用于生活区、工矿企业、景区、大型场馆等场合。国外如法国、英国等城市化水平较高且环保意识较强的国家十分重视污水处理、雨洪利用、景观水体治理及生产生活污水利用等问题,治理比例高达80%以上。我国在该领域发展较晚,大规模污水处理市场几乎为国外企业产品垄断,景观水、雨洪利用等则是刚刚起步。
    进入2009年,随着我国各项产业振兴计划实施以及节能减排工作开展,经济危机的影响逐渐减弱。与水资源综合治理市场需求规模直接相关的城市建设、旅游业发展、工业厂房投资等领域发展平稳。国家政策推动下的水处理市场刚性需求逐渐在“十一五”末期及“十二五”期间显现,与此同时,人民不断提升的生活水平更是增加了对城市改造升级、景观水应用、生态环保用水等的需求层次。这些都有利于水资源综合治理市场需求规模的不断扩展。
图8 2006—2009年水资源综合治理行业市场规模发展 (单位:亿元)


影响水资源综合治理市场需求规模发展的因素,主要是环境污染现状及国家产业政策,这与我国经济发展与人民生活水平提升有直接关系。目前我国是世界第二大经济体,而且GDP增长依然保持在7.0%以上,预计未来几年这一趋势将会继续保持。这使得水资源综合治理市场需求扩展得到保障,预计未来市场规模增长速度将会维持在20%左右。中国经济报告课题组按照总体市场16.4%的增速作为预测基准,到2013年达到968.9亿元。
图9 2010—2013年中国水资源综合治理行业市场规模预测(单位:亿元)


 中国经济快速发展,城镇供水体系不断与国际接轨,循环水的应用越来越广泛,市场份额逐年上升。水污染事件频发,水环境治理工作迫在眉睫,新兴的水资源治理与循环水等新兴行业的诞生,引来政府和投资者的关注,多数膜工艺企业、环保设备企业瞄准这一市场领域,招商引资,创新技术,兼获经济效益与社会效益。面对水处理市场领域的高速发展,中国国产化的水处理企业将大有可为。
    参考文献:
    1、数据来源:《中国经济报告》课题组水资源利用产业研究部
    2、华经数据网:我国新兴水处理市场迅速崛起
    3、《中国环境报》3月2日第6版:水处理市场日趋成熟 梁煜著
    4、《中国环境报》3月16日第6版:水处理技术需求大 中国市场前景好 张黎著

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