中国水处理行业分析报告

水处理行业分析报告 一、 行业概况 (一) 水处理的定义 水处理是通过物理、化学和生物等手段，调整水质，使水质达 标，以满足生产和生活需要的全过程。水处理领域涉及的范围分为 自来水的生产及供应，污水处理及其再生利用，其他水处理、利用 与分配等三大类。 (二) 我国水资源面临的问题 水是人类赖以生存和发展的珍贵资源，二十一世纪被称为“水 的世纪”。水问题的严重性和重要性已日益成为社会各界的共识。 目前，我国淡水资源极度短缺，人均淡水资源量仅为世界平均值的 1/3。在全国 660 多个城市中，有 400 多个城市缺水，其中 108 个 为严重缺水城市。 另据环保部公布的数据显示，2010 年我国地表水污染依然较重。 七大水系均受到不同程度的污染，其中，海河、辽河和黄河的受污 染程度最为严重。湖泊主要污染指标为总氮和总磷，富营养化问题 突出，其中，受污染最严重的是三湖（即太湖、滇池和巢湖） 。 因此，中国正面临着淡水短缺以及水污染这两个重大的难题。 作为一个人均拥有水资源量最小的国家，必须采取措施避免严重危 机的发生。水问题的严重性和重要性已日益成为社会各界的共识， 中央和地方各级政府部门都把水问题提到重要位置，水处理将成为 中国未来发展最快的产业之一。 (三) 我国水处理行业的发展现状及前景预测 1. 水处理行业发展现状 2009 年以来，我国水处理产业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。 上述项目总投资已经超过 600 亿元，未来投资总额将有爆发性的增 长。 目前城市供水与污水处理行业市场化趋势越来越明显，相应的 市场竞争也在迅速加剧。由于国内的水处理企业起步晚，在规模、 技术、品牌、管理与融资五大方面落后于国际领先的水务企业，近 年来国内企业已开始充分意识到中国水处理市场的巨大潜力和行业 本身的低风险和稳定性的特点，积极参与竞争并取得了一定的成绩， 尤其是上市公司、民营企业在近年继续大举进入自来水厂与污水处 理厂的建设与经营等领域。 2. 水处理行业前景预测 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，据预测 2012 年我国水处理行 业销售收入将接近 1500 亿元，而到 2015 年水处理行业销售规模将 超过 2000 亿元。 (四) 我国水处理行业的竞争主体概况 我国水处理环保行业内市场竞争主体分为外资企业、国内传统 企业及国内新型企业。 外资企业在污水治理规模、水务行业管理经验、融资能力及管 理方面具有明显优势，通过BOT 形式实施具体项目，进入壁垒程度 较高，一般企业很难进入，如威望迪集团、法国苏伊士水务集团、 英国泰晤士水务公司等国际水务公司，占据了我国水处理总体市场 将近36.5%的份额。 国内传统水处理环保企业以传统工艺为主，目标市场为城市大 中型污水处理，属于常规设备制造企业，占据了我国水处理环保总 体市场将近58.4%的份额。 国内新型水处理环保企业紧跟国家产业政策，着眼于国内循环 水系统治理、水资源综合治理等新兴水处理环保市场，自主研发处 理工艺及核心处理设备，占据了国市场将近5.1%的份额。 在新型水处理环保企业市场中，竞争主体以科净源、多元环球 水务公司、北京禹辉水处理技术有限公司、上海赛一环保设备有限 公司、成都富华水处理设备有限公司、北京碧水源科技股份有限公 司、天津膜天膜科技有限公司等新型水处理企业为代表。国内部分 以提供大中规模的污水处理设备、环境水体治理设备和各类工业民 用循环水处理设备以及污水处理工程承包及施工为主业的较大规模 企业也有参与，例如同方股份有限公司水务工程公司。 值得关注的是，以上三类企业在市场竞争的重叠程度不高，各 自专注的领域有较大差异，水处理市场整体空间很大，为新型水处 理环保企业留下了广阔的发展空间。 二、 国家政策法规的影响 国家“十二五”计划明确了加大环境保护的整治力度，努力建 设高效节能、低碳环保的经济发展环境，在国家环境保护“十二五” 规划中，预计全国完成环保投资约 3.4 万元，这其中污水处理及再 生利用是整个环保行业投资的重大领域，包括城镇生活污水处理设 施及配套管网、工业水污染防治、重点流域水污染防治及水生态修 复、地下水污染防治等等都被列入“十二五”环境保护的重点工程。 由此得出，水处理行业的发展（特别是具备新型水处理技术的环保 企业）符合国家的发展战略，并且是受国家相关环保政策明确支持 的新兴产业，未来极具竞争力。 三、 水处理行业的新型技术膜法水处理技术 (一) 膜法水处理技术概述 膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种 推动力时，原料侧组分选择性地透过膜， 以达到分离、提纯的目的。 目前膜法水处理技术主要包括膜生物反应器（MBR）、连续膜过滤系 统（CMF）、浸没式膜过滤（SMF） 和双向流膜过滤技术（TWF）。 膜技术是水处理主要手段之一，膜法水处理工艺具有出水水质 高的特点，将膜处理技术与传统水处理工艺结合使用、或将不同膜 处理技术结合使用，可满足提高饮用水水质、提高污水排放水质、 实现再生水回用、实现海水淡化的各类需求。凭借其在水处理领域 的显著优势，膜法水处理技术将在中国获得长足发展。 (二) 膜技术分类及相关应用领域 1. 按照分离机理的膜的分类： 应用于水处理领域的膜主要包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤 （NF）、反渗透（RO）、电渗析（ED）五个种类，其中超滤膜和 反渗透膜应用程度最高。主要原理如下图所示： 膜种类 膜功能 分离驱动力 透过物质 被截流物质 微滤 溶液的微滤、脱 微粒子 压力差 水、溶剂和溶解 物 悬浮物、细菌类、 微粒子、大分子 有机物 超滤 脱除溶液中的胶体、各类大分子 压力差 溶剂、离子和小 分子 蛋白质、各类酶、 细菌、病毒、胶 体、微粒子 纳滤、 反渗透 脱除溶液中的盐 类及低分子物质 压力差 水和溶剂 无机盐、糖类、 氨基酸、有机物 等 电渗析 脱除溶液中离子 电位差 离子 无机、有机离子 2. 各类膜技术一般应用领域 膜种类 应用领域 举例 水处理 去除水中悬浮物，微小粒子和细菌 化学工业 水、溶剂、酸，碱等化学品过滤，澄清 生物工业 菌体浓缩分离 电子工业 超纯水制备 医疗 无热源纯净水制备 微滤 食品 饮料中酵母和霉菌去除 水处理 超纯水，无菌水制造 废水处理 高浓度活性污泥处理水中取出悬浮物，细菌去除 化学工业 胶乳回收等 生物化工 发酵产品分离浓缩精制 超滤 医药 生理活性物质浓缩，分离，精制 水处理 脱除溶液中的盐类及低分子物质 电子工业 超纯水制备 食品 果汁高度浓缩 纳滤 医药 生理活性物质浓缩，分离，精制 制水 海水淡化 水处理 下水的脱氮、脱磷、脱盐，水回收利用 化学工业 石化废水处理 医药 无菌水制造 农畜水产 蛋白质回收 反渗透 食品加工 鱼油废水处理等 浓缩 海水浓缩制盐 脱盐 从海水或咸水制饮用水和工业用水，污水处理电渗析 电解 食盐电解烧碱 3. 在实际应用中需要结合使用多种膜技术 应用领域 进水水质 出水水质要求 膜工艺要求 超纯水制备 一般，需前端处理 高 前端用微滤/超滤，后端 用反渗透/纳滤 纯净水制备 好 高 微滤/超滤 市政污水处理 差 中 微滤/超滤 工业污水处理 一般，需前端处理 视用途为回用还是排放 前端用微滤/超滤，后端 用反渗透/纳滤 海水/苦咸水淡化 差 视用途为回用还是供水 前端用微滤/超滤，后端用反渗透/纳滤/电渗析 4. 膜法水处理技术的介绍及应用领域 目前膜法水处理技术主要包括膜生物反应器（MBR）、连续膜过 滤系统（CMF）、浸没式膜过滤（SMF） 和双向流膜过滤技术 （TWF）。其中SMF是由CMF改进而来。 MBR，是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技 术。其主要工艺原理是用超/微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的 二沉池和常规过滤单元，实现高效的固液分离和生物菌群的截留， 经其处理后的出水直接达到高品质再生回用水标准。 CMF，是以中空纤维超/微滤膜组件为中心处理单元，配以特殊 设计的管路、阀门、自清洗单元、加药单元和自控单元等，形成闭 路连续操作系统，原水在一定压力下透过微滤/超滤膜进行过滤，达 到物理分离净化的目的。 SMF，是超低压中空纤维膜技术与连续膜过滤技术相结合而派生 出来的一种新型的膜过滤处理工艺。它使用开放式中空纤维膜组件， 将膜直接置于充满待处理水的膜池之中，通过泵的负压抽吸和大气 压力，使水透过膜表面，从中空纤维膜内侧抽出，达到过滤净化的 目的。 TWF，是在膜分离过程中，通过对原水的进出方向进行周期性倒 换，在分离过滤的同时，利用原水对污染较重的一端进行清洗，以 保持膜的良好通透效果，达到持续稳定地进行原水分离净化的效果。 上述膜法水处理技术的技术核心及应用领域如下表所示： 膜法水处理技术 技术核心 应用领域 MBR 可保持活性污泥浓度，强化有机物去除效果。 排泥周期长，污泥产率低，可减少污泥的处 理费用。 市政污水处理回用、工业废水 处理与回用、建筑中水回用、 垃圾渗滤液处理。 CMF 高抗污染膜以及与之相配合的膜清洗技术， 可以实现对膜的不停机在线清洗，从而做到 对料液不间断连续处理，保证生产的连续、 高效运行。 大型城市污水处理厂二沉池出 水的深度处理回用，海水淡化 或大型反渗透系统的前级预处 理等。 SMF 可实现中空纤维膜系统的在线清洗和在线化 学增强清洗，消除膜污染，有效恢复膜通。 可对膜组件进行在线完整性检验。对问题膜 可以迅速准确地进行判断，并可以方便地对 问题膜进行隔离和更换修补。 特别适合在大型水处理工程中 使用，可用于市政污水/工业 废水深度处理回用、给水厂供 水处理、工业用水处理、反渗 透系统预处理等。 TWF 每隔一定时间，将进水的流向改变一次，可 以达到对膜上下半部交替反冲洗的目的，减 轻膜污染、延长药液清洗的周期。 适合于含微粒形固形物较多的 污水处理系统，如电泳漆的浓 缩超滤等。 四、 中国膜法水处理产业进入快速发展期 (一) 膜法水处理行业产业链说明 膜法水处理行业产业链自上而下包括：膜材料制造、膜组件制 作、水处理工程建设、水处理设施运营及维护。上游膜材料的性能 和价格直接影响膜组器设备的性能、膜法水处理工艺的优化空间和 水处理设施的投资成本与运营费用，因此本行业成熟的经营模式是 向着融膜材料研发生产、膜组器设备制造和工程化实施为一体的方 向发展。 其中： 上游产业包含膜材料制作、膜组件制作，膜材料制作主要分为 微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析五种；膜组件制作主要分为平 板式、卷式、管式、中空纤维式四种。 中游产业包含水处理工程的设计、建设，主要分为膜生物反应 器（MBR）、连续膜过滤系统（CMF）、浸没式膜过滤（SMF） 和双 向流膜过滤技术（TWF）四种技术模式。 下游产业包含水处理设施的运营、维护，主要涉及给水处理、 污水处理、海水淡化、超纯水制作以及膜的清洗、更换等。 (二) 膜法水处理行业下游需求旺盛 据2010中国膜产业发展报告统计，2004年我国膜产业产值 为75亿元，2009年为230亿元，2010年约为300亿元，经测算，“十 二五”期间，我国膜产业预计将保持20%-25%的年增长率，到2015年， 我国膜产业产值将达900亿元左右，膜产业发展前景十分广阔。 水处理领域是膜产品的主要下游市场。目前，国际上废水回用 领域的膜法处理工程已占到95%以上，中国的膜材料也有90%以上用 于水处理。 膜分离技术在水处理领域的应用主要包括市政给水处理、工业 用水处理、市政污水处理及回用、工业废水处理及回用、海水淡化、 垃圾渗滤液处理等，目前水处理领域对膜分离技术需求旺盛。 “十二五”期间我国膜产业将保持较快增长 我国膜产业产值测算 根据测算市政污水领域和海水淡化领域对膜处理工程的新增需 求量，并以此测算2015年我国膜产业的产值及“十二五”期间的增 长率。 在测算新建市政污水处理厂对膜处理工程的需求规模时，作以 下假设：1.“十二五”期间全国污水排放量以3%的速度增长；2. 到 2015 年，城镇污水处理率平均值为80%、污水处理设施平均负荷率 为80%；3. 膜处理技术在新增污水处理产能中的份额每年上升1.5个 百分点；4. 膜处理工程的平均造价为3500元/吨。由此得出： 在测算市政污水处理厂改建对膜处理工程的需求时，作以下假 设：1.“十二五”期间需要增加脱氮除磷装置的1200座污水处理厂 中有80%完成了改建；2.膜处理技术在新增污水处理能力中的份额每 年上升1.5个百分点；3.膜处理工程的平均造价为3500元/吨。由此 得出： 经测算，2015年，新建、改建污水处理厂对膜处理工程的需求 金额约为155亿元，年均复合增长率约为30%。 在测算海水淡化产能扩张对膜处理工程的需求时，作以下假设： 1. 2015年底，海水淡化产能约为140万吨；2. 2015年底，反渗透法 在海水淡化市场中的占比为80%；3. 膜法海水淡化投资单价为1万元 /吨。由此得出： 经测算，2015年海水淡化领域对膜法处理工程的新增需求量为 16亿元，年均复合增长率为7%。 膜法水处理除上述两项应用之外，还能在其他领域有很好的应 用。 工业企业再生水回用需要膜法水处理技术。在工业废水处理及 回用方面，部分废水经初步处理后排入市政污水，部分废水经二级 处理或深度处理以进行回用。随着经济的发展，工业企业用水量越 来越多，但我国水资源紧缺，且国家逐渐对工业企业用水量进行限 制，在此背景下，加大再生水回用力度成为工业企业的必然选择， 可实现废水深度处理的膜法水处理技术的需求也将稳定增加。 此外，膜处理技术将逐渐在国内饮用水处理领域铺开。在市政 给水方面，2012年7月1日，国内将强制实施生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006），新标准将饮用水指标由原标准的35项增至106项， 并对原标准35项指标中的8项进行了修订。2012年将实施的饮用水新 标准目前在大部分地方都达不到，膜法水处理工艺出水水质高，可 达到新标准的要求。目前，膜处理技术在长三角经济发达地区已经 开始应用，如上海、无锡、杭州。我们预计，在新标准的要求下， 膜处理技术会逐渐在国内饮用水处理领域铺开。 综上，基于对污水处理厂新建、改建对膜处理工程需求的增长 速度快于其他领域的判断，因此，假设市政污水领域与海水淡化领 域对膜处理工程的新增需求占膜产业产值的份额在2015年时上升至 20%，可测算出2015年膜产业产值为852亿元，年均复合增长率为 23%。由此得出： 我国水处理行业的平均利润率 根据中国经济报告中的相关数据显示，我国水处理行业的 平均利润率在2006年至2008年分别达到18.6%，19.3%、20.4%，呈现 稳步增长的发展态势。但从长远来看，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并向社会平均水 平靠拢。 (三) 膜产品国产化率逐步提高 膜法水处理在中国的应用约起步于20年前，经过20年的成长， 我国在膜产品生产上已部分实现了国产化，微滤膜、超滤膜的国产 率已达到50%，但反渗透膜和纳滤膜仍主要依赖进口。如下所示： 随着我国对膜技术在水处理领域的逐渐重视，国外膜企业非常 看好中国水处理市场，纷纷进军中国市场，这其中包括陶氏、GE、 西门子、海德能、东丽等具有先进膜产品和膜技术的企业。 我国膜技术起步较晚，在应用初期多是直接进口膜产品或全盘 引进国外设备及原材料生产膜产品。经过近些年的培养和发展，国 内逐渐出现一批具有核心膜及膜组件生产技术的企业，如天津膜天 膜、山东招金膜天、北京碧水源、北京时代沃顿等，这些企业在水 处理领域逐渐崭露头角。其中，时代沃顿生产的反渗透膜的产品品 质已达到国际先进水平， 并销往意大利、西班牙、德国、新加坡、 巴西、加拿大等国家和地区。 膜组件设备品牌使用提及率如下图所示： (四) 我国膜产业发展的现状 1. 国内膜产业呈现相关公司数量多而规模小的特点。 据统计，2008 年进入我国膜市场的研究开发、生产、经销企业 有300多家，但从企业规模看，小型企业居多，中大型企业较少，年 产值在一千万元以上的有40家左右，年产值亿元左右的只有7-8家， 中大型企业占总企业数的10%左右，而小型企业占90%左右。其中， 全民所有制的企业、事业单位约占有半数，他们中的主要部分是大 专院校和科研院所的所属机构。民营、个体企业，中外合资，外商 独资，外商代理企业，在数量上也占一半左右。 2. 国内鲜有覆盖膜法水处理全产业链的公司 目前在国内膜市场，纳滤和反渗透由国外企业和品牌占据主要 市场份额，国内企业产品则以超滤和微滤为主，其中以中空纤维膜 居多，拥有完善的膜产品系列的企业则少之又少。在一些大型的水 处理项目中， 需要同时使用多种类型的膜，因此对国外企业产品仍 具有一定的依赖性。 另一方面，国内膜产业相关企业多局限于产业链中的某一环节， 这对企业压缩成本、提升市场竞争力非常不利。目前我国尚没有覆 盖膜组器生产、水处理工程建设、水处理项目运营全产业链的公司。 立足现有专业领域，向上、下游延伸将是将来我国膜产业相关企业 的必然发展趋势。 3. 国内膜法水处理行业主要公司概况 五、 我国水处理行业 VC/PE 的投资状况 在国家环境保护“十二五”规划中，预计全社会环保投资需求 约 3.4 万亿元，而污水处理是整个环保行业投资的重要领域。素来 嗅觉灵敏的风投迅速发现了其中投资机会，据统计，2011 年污水处 理行业 VC/PE 投资额显著飙升，达到 5.58 亿美元，较 2010 年的 7120 万美元猛增了近 7 倍。 数据显示，2008-2011 年中国污水处理行业共披露 47 起 VC/PE 融资案例，融资总额达到 8.52 亿美元，平均单笔融资金额为 1813 万美元。这其中，2011 年一年投资额已经超过最近四年的 65%。 就去年引人注目的大宗交易额标的看，2011 年 3 月，鼎晖收购 新加坡新达科技集团，投资额达 2.58 亿美元，是近年来水务领域最 大规模的交易案例。此外，在新加坡上市的中国水处理及再生解决 方案提供商联合环境技术有限公司也受到了 PE 机构的关注，2011 年 8 月，KKR 投资 1.14 亿美元购买其发行的可转换债券。 在退出市场上，根据 3 月 22 日证监会最新公布的首次公开发行 股票申报企业名单显示，博世科环保、环能德美、国祯环保以及膜 天膜股份 4 家污水处理相关企业拟 A 股上市，其中 3 家企业具有 VC/PE 背景，中信建投资本的膜天膜股份已经通过发审会，丸红投 资的国祯环