1.引言

　　該行業(yè)調(diào)研報告的主要目的，是用于環(huán)保投資團隊，在并購膜法水技術(shù)企業(yè)的前期行業(yè)知識儲備和項目篩選之用。通過全面的知識梳理和公司比較，可以避免調(diào)研單一公司而發(fā)生先入為主的偏好。提高并購成功的概率，并降低風險，節(jié)約大家的時間和精力。

　　2.重要概括

　　水處理技術(shù)上是膜技術(shù)對活性污泥的全面改造替代及推廣

　　膜法水處理出水水質(zhì)明顯好于常規(guī)處理方法;

　　排放標準越來越高，利好膜行業(yè);

　　膜技術(shù)逐漸成熟、膜材料成本逐漸下降;

　　膜元件的生產(chǎn)和研發(fā)是整個膜法水處理產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)核心，收入和利潤占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的近50%;

　　反滲透膜的市場規(guī)模占比高約45%，技術(shù)含量、壁壘、經(jīng)濟價值高;

　　膜元件高端市場被國外巨頭壟斷，利潤豐厚。低端市場暫無壟斷，競爭非常激烈;

　　膜產(chǎn)值有望從2015年850億元，增長到2020年2000億元，年均20%。

　　膜元件生產(chǎn)向高端發(fā)展是大勢所趨;

　　純粹的膜制造企業(yè)向全產(chǎn)業(yè)鏈延伸是行業(yè)發(fā)展的趨勢，被國內(nèi)環(huán)保巨頭并購也是一大趨勢;

　　國內(nèi)環(huán)保巨頭并購膜制造企業(yè)，向上延伸產(chǎn)業(yè)鏈是一大趨勢，行業(yè)前幾名幾乎都參與對膜技術(shù)公司的并購。(例如2015年萬邦達、維爾利的兩宗并購)

　　觀察環(huán)保行業(yè)前幾名，全面進入拼爹時代。例如碧水源有國開行，萬邦達有神華和中石油。中小膜企業(yè)加入有大型國企背景的環(huán)保巨頭產(chǎn)生的協(xié)同效應會更高。

　　一、水處理行業(yè)的概況

　　我們先來普及一下污水處理市場概況、水處理過程及膜的應用情況。

　　1.水資源、污水水質(zhì)的分布

　　中國大陸31個省級行政區(qū)的水資源供求狀況

　　全國地表水環(huán)境質(zhì)量狀況人均水資源量(立方米)

　　2.污水處理市場的概況

　　2003-2014年，全國城鎮(zhèn)污水處理廠的年均增速達到25.16%，到2014年，數(shù)量達到6031座，不過增速已經(jīng)放緩，2014年增速為12.43%。

　　同期，城鎮(zhèn)污水處理量年均增速達到18.35%，到2014年已經(jīng)達到494.30億噸，但增速同樣下降到了8.38%。同時，據(jù)住建部數(shù)據(jù)，2010-2015年城市污水處理能力年均提高6.09%，至2015年已經(jīng)達到14028萬立方米/日，再生水能力提高到2317萬立方米/日。在2010年，城鎮(zhèn)污水處理率已經(jīng)達到72.90%，由于后續(xù)數(shù)據(jù)缺乏，但推測其比率已超過80%，因此未來城鎮(zhèn)污水處理走勢趨緩，增量空間有限，存量運營將成為關(guān)鍵。

　　另外，相比于城鎮(zhèn)污水處理，工業(yè)廢水治理市場已經(jīng)處于減速區(qū)間，全國工業(yè)廢水治理投資完成額已經(jīng)負增長，2014年增長-7.72%，為115.25億元。

　　中國污水排放量構(gòu)成和年處理污水量(單位：億噸)

　　要點總結(jié)

　　截止2015年末，中國約有6500座污水處理廠，城鎮(zhèn)污水處理能力約2.17億噸/日，全球污水處理能力約10億噸/日

　　3.污水來源和處理流程

　　我們以市政污水處理為例，處理的對象是排放到市政管網(wǎng)中的污廢水。這些污廢水有三大來源：生活污水、工業(yè)污水、初期污染雨水，其中，工業(yè)污水一般要經(jīng)過預處理，達到國家和地區(qū)的排放標準才能排放到市政管網(wǎng)中。當然，偷排、不達標排放是另外一個問題。

　　在對水處理流程中，廢水一般要經(jīng)過初沉池、生化反應器、二沉池等環(huán)節(jié)，在生化反應器中，由于采用不同的固定微生物的方法，因而出現(xiàn)氧化溝、傳統(tǒng)活性污泥法、A2/O、SBR、A/O、MBR等水處理技術(shù)。通常所說的膜法水處理，指的就是MBR水處理技術(shù)，目前，其使用的主要是微濾膜和超濾膜。

　　市政水處理中原水來源及污水處理流程

　　4.膜法水處理和傳統(tǒng)水處理的區(qū)別

　　使用膜法技術(shù)可以大幅度提高產(chǎn)水水質(zhì)。按處理深度，可將污水處理分為一級處理、二級處理和深度處理。一級處理的主要目的是去除懸浮狀態(tài)固體，常采用物理法，對于BOD5的去除率一般在20%——30%;二級處理的目的是進一步去除污水中膠體和溶解性污染物，常使用生物法，BOD5的去除率在90%以上;深度處理以達到更高的處理與排放要求或污水回用為目的。

　　膜法技術(shù)通常用于處理二級處理活性污泥出水，或者將膜處理系統(tǒng)直接置于生化池，代替原有二沉池、絮凝沉淀池等環(huán)節(jié)。使用膜法技術(shù)改造之后，傳統(tǒng)污水處理工藝可以直接生產(chǎn)出高品質(zhì)再生水。

　　傳統(tǒng)水處理工藝

　　要點總結(jié)

　　水處理行業(yè)具有剛性需求屬性

　　水需求持續(xù)增長

　　污水處理市場快速發(fā)展，但增速已放緩

　　以水處理為主要手段的水資源循環(huán)利用是解決上述矛盾方案

　　二、政策向?qū)?

　　近年來，膜技術(shù)水處理行業(yè)的相關(guān)政策。

　　膜技術(shù)水處理行業(yè)的相關(guān)政策

　　2015年4月國務院發(fā)布“水十條”，其中明確：敏感區(qū)域(重點湖泊、重點水庫、近岸海域匯水區(qū)域)城鎮(zhèn)污水處理設施應于2017年底前全面達到一級A排放標準;建成區(qū)水體水質(zhì)達不到地表水Ⅳ類標準的城市，新建城鎮(zhèn)污水處理設施要執(zhí)行一級A排放標準。“水十條”提標改造投資空間預計約400億。

　　要點總結(jié)

　　水資源安全是國家安全的重要組成部分，近年來國家大力扶持水處理膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　排放標準越來越高，利好膜行業(yè)。

　　三、膜法水處理介紹

　　1.概要

　　膜技術(shù)是膜分離技術(shù)的簡稱，是仿生物學膜，通過人工材料(膜材料)實現(xiàn)不同介質(zhì)分離的技術(shù)。膜分離是以對組分具有選擇性透過功能的膜為分離載體，通過在膜兩側(cè)施加一種或多種推動力，使原料中的組分選擇性地優(yōu)先透過膜，從而達到混合物分離，并使產(chǎn)物提取、濃縮、純化等的一種新型分離過程。

　　膜的分離精度主要取決于其過濾孔徑大小，可分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)膜。膜技術(shù)廣泛用于環(huán)境、能源、電子、醫(yī)藥等各個方面。由于膜技術(shù)可以去除常規(guī)處理工藝難以去除的水污染物，在水處理領(lǐng)域的應用越發(fā)受到重視。

　　不同種類的膜技術(shù)分別應用于不同的細分領(lǐng)域，主要包括市政污水處理及再生、自來水處理、工業(yè)水回用、海水淡化、家用凈水器等。

　　2.技術(shù)原理

　　膜材料(Membrane)制作：膜是具有選擇性分離功能的材料，以膜為分離介質(zhì)，通過在膜兩邊施加一個推動力(如濃度差、壓力差或電位差)時，使原料側(cè)分組選擇性的通過膜，以達到分離提出的目的。根據(jù)壓差驅(qū)動膜分類，或根據(jù)孔徑大小及可通過溶質(zhì)大小的不同，膜材料制作可分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)膜四種。

　　膜材料

　　膜元件(Element)制作：膜元件是將膜材料以某種形式組裝在一個基本單元設備內(nèi)，通過較小體積擴大膜面積和提高膜的工作效率的裝置。膜元件的作用是用膜的選擇性分離實現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮。膜元件制作分為平板式、卷式、管式、中空纖維式四種。

　　膜元件

　　膜組件(Module)制作：由若干膜元件與自控系統(tǒng)組成的設備集合體為膜組件系統(tǒng);膜組件及其系統(tǒng)是實現(xiàn)膜分離作用的主要載體。

　　膜組件

　　膜材料-孔徑大小、過濾效果示意圖1

　　膜材料-孔徑大小、過濾效果示意圖

　　膜材料-孔徑大小、過濾效果示意圖

　　3.膜材料的材質(zhì)分類

　　根據(jù)制造材質(zhì)不同，膜可分為無機膜和有機膜。

　　無機膜主要是陶瓷膜，玻璃膜，金屬膜，其過濾精度較低，選擇性較小。有機膜由高分子材料加工而成，如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚醚砜(PES)、聚砜(PS)、醋酸纖維素(CA)等，由于有機膜過濾精度較高，選擇性大，廣泛應用于水資源化領(lǐng)域與工業(yè)特種分離等領(lǐng)域。

　　目前大型水處理方案中使用較多的為偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)材質(zhì)制作的微濾/超濾膜元件。反滲透膜的制造材質(zhì)多為醋酸纖維素(CA)等。

　　4.膜材料的形狀分類

　　根據(jù)不同形狀，膜可以分為中空纖維膜(PVDF)、平板膜(MBR)、管式膜和卷式膜。

　　膜的形狀是由制作和裝配工藝決定的，中空纖維膜在水處理應用領(lǐng)域使用廣泛。平板膜一般僅在水資源化領(lǐng)域中的部分工藝中使用，如部分膜生物反應器(MBR)中，管式膜則主要用于垃圾滲濾液處理和高固含量液體分離。

　　根據(jù)不同形狀，膜可以分為中空纖維膜(PVDF)、平板膜(MBR)、管式膜和卷式膜

　　5.膜法水處理的技術(shù)類別

　　根據(jù)技術(shù)類別分類，主要包括膜生物反應器(MBR)、連續(xù)膜過濾(CMF)、浸沒式膜過濾(SMF)和雙向流膜過濾(TWF)。

　　膜生物反應器(MBR)，是高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)。其主要工藝原理是用超/微濾膜分離技術(shù)取代傳統(tǒng)活性污泥法的二沉池和常規(guī)過濾單元，實現(xiàn)高效的固液分離和生物菌群的截留，經(jīng)其處理后的出水直接達到高品質(zhì)再生回用水標準。

　　以MBR為核心的三級水處理系統(tǒng)是目前好、具有一定成本效益的保護水環(huán)境和飲用水源的解決方案，多用于污水排放標準高的傳統(tǒng)污水廠提標改造、擴建工程，或新建緊湊高效型的污水處理系統(tǒng)。出水水質(zhì)遠超未來幾年的排放標準，出水可安全排放至敏感水環(huán)境中、在農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)生產(chǎn)中重復使用，以及地下水回灌。目前在中國市政污水處理領(lǐng)域MBR使用較為普遍。

　　連續(xù)膜過濾(CMF)，是以中空纖維超/微濾膜組件為中心處理單元，配以特殊設計的管路、閥門、自清洗單元、加藥單元和自控單元等，形成閉路連續(xù)操作系統(tǒng)，原水在一定壓力下透過微濾/超濾膜進行過濾，達到物理分離凈化的目的。

　　浸沒式膜過濾(SMF)，是超低壓中空纖維膜技術(shù)與連續(xù)膜過濾技術(shù)相結(jié)合而派生出來的一種新型的膜過濾處理工藝。它使用開放式中空纖維膜組件，將膜直接置于充滿待處理水的膜池之中，通過泵的負壓抽吸和大氣壓力，使水透過膜表面，從中空纖維膜內(nèi)側(cè)抽出，達到過濾凈化的目的。

　　CMF和SMF主要用來處理相對清潔的水，如地表水、地下水、污水處理廠或預處理后尾水、海水淡化和純水制備過程中反滲透(RO)膜組件的前處理水等。供水深度凈化處理中CMF、SMF應用相對較廣。

　　雙向流膜過濾(TWF)，是在膜分離過程中，通過對原水的進出方向進行周期性倒換，在分離過濾的同時，利用原水對污染較重的一端進行清洗，以保持膜的良好通透效果，達到持續(xù)穩(wěn)定地進行原水分離凈化的效果。

　　膜法水處理-工藝對比示意圖

　　膜法水處理-工藝對比示意圖

　　6.膜法水處理應用范圍

　　膜技術(shù)在水處理方面的應用約占國內(nèi)分離膜市場的85%份額，是分離膜的主要應用領(lǐng)域。

　　膜法水處理技術(shù)目前主要應用于污水處理(包括市政污水處理和工業(yè)污水處理)、給水凈化(包括市政給水凈化和工業(yè)給水凈化)、海水淡化(苦咸水淡化)和純水制備等領(lǐng)域。

　　大規(guī)模水處理中，微濾膜、超濾膜更適用。在大規(guī)模的水處理工程中，包括市政污水處理和工業(yè)廢水處理，采用膜法水處理工藝的情況下，使用的大部分是微濾膜和超濾膜，這主要與這部分的水處理的要求和該種膜的特性有關(guān)。在大規(guī)模污水處理過程中，由于處理量大，最后的出水的標準要求并不高，并不要求達到飲用水的標準。