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admin [管理员]
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[市场动态] 2023年水污染治理行业评述及2024年发展展望

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admin 发表于 2024-3-15 17:52:41 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题 · 来自 浙江杭州
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  为及时反映生态环保产业过往一年的发展动态,预测新一年的发展趋势,中国环保产业协会组织各分支机构编写了《2023年行业评述及2024年发展展望》,供环保企事业单位、专家和管理者参考。本文为《2023年水污染治理行业评述及2024年发展展望》,作者为中国环境保护产业协会水污染治理专业委员会 宋永会 黎定高 张觅 张磊 袁敏。

  2023年行业评述

  #主要政策标准#

  2023年1月,国家发改委、住建部、生态环境部联合印发《关于推进建制镇生活污水垃圾处理设施建设和管理的实施方案》(发改环资〔2022〕1932号),在优化建制镇生活污水垃圾处理设施布局、健全收集处理和资源循环利用体系、持续提升环境基础设施建设和运营水平方面提出一系列要求。

  2023年2月,农业农村部印发《农业农村部关于落实党中央国务院2023年全面推进乡村振兴重点工作部署的实施意见》(农发〔2023〕1号),在统筹推进农村生活污水和垃圾治理,因地制宜探索集中处理、管网截污、分散处置、生态治污等技术模式方面给出一系列指导意见。

  2023年3月,生态环境部联合国家发改委、财政部、水利部、国家林草局等印发《重点流域水生态环境保护规划》,对坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,坚持精准、科学、依法治污,统筹水资源、水环境、水生态治理,协同推进降碳、减污、扩绿、增长等方面提出明确要求。

  2023年5月,中共中央 国务院印发《国家水网建设规划纲要》,在补齐城市和县城污水处理能力缺口、提升水资源化利用水平、建立合理价格机制、推行数字化共享信息平台方面提出新机制和新要求。

  2023年6月,生态环境部发布《电子工业水污染防治可行技术指南》(HJ 1298-2023),系统梳理电子工业排污环节和废水特征,根据电子工业水污染物控制技术发展现状、达标排放要求和治污成本,推荐符合电子工业产品结构和生产工艺特点的水污染防治可行技术及管理措施。

  2023年8月,国家发改委、生态环境部、住建部联合印发《环境基础设施建设水平提升行动(2023—2025年)》,提出加快补齐城市和县城污水处理能力缺口,结合现有污水处理设施提标升级扩能改造,推进污水资源化利用,提升污泥无害化处理和资源化利用水平等一系列要求。

  2023年8月~10月,为贯彻落实《国务院办公厅关于加强入河入海排污口监督管理工作的实施意见》,指导各地推进排污口整治、规范化建设、规范开展排污口分类、溯源及信息采集与交换工作,生态环境部先后印发了整治总则、溯源总则、入河排污口规范化建设、排污口分类、信息采集与交换五项标准,为构建“1+N”入河入海排污口监督管理体系提供系统性支撑。

  2023年9月,国家发改委等七部委联合发布《国家发展改革委等部门关于进一步加强水资源节约集约利用的意见》(发改环资〔2023〕1193号),提出“最严格水资源管理制度”,包括严格用水总量和强度双控、强化取水管理、严格节水管理,呼吁加强省、市、县三级行政区域用水总量和强度控制指标管理。

  2023年10月,山东、江苏、安徽、河南四省发布各省南四湖流域水污染物综合排放标准,这是首个国家牵头统一编制,以地方标准形式发布的流域型综合排放标准,属于跨省流域水污染物排放协同管控的重大创新,将为全国其他跨省流域综合治理起到引领示范作用。此外,2023年还发布了一系列水污染物防治、排放标准,比如《地方水产养殖业水污染物排放控制标准制订技术导则》(HJ 1217—2023)、《电子工业水污染防治可行技术指南》(HJ 1298-2023)、《陶瓷工业废水治理工程技术规范》(HJ 1278-2023)、《氮肥工业废水治理工程技术规范》(HJ 1277-2023)、《钛白粉工业废水治理工程技术规范》(HJ 1279-2023)等。

  #行业发展#

  水污染治理行业的2023年,既是稳中增长的一年,也是市场变革与需求转折的一年,更是机遇与挑战并存的一年。

  1)水污染治理市场规模增速放缓,但仍保持整体增长态势

  据中商产业研究院统计,2022年与2023年城市和县域污水处理厂数量同比分别增长4.4%和4.1%,市场规模同比分别增长5.0%和4.4%,虽然均稍有下降,但整体仍保持增长态势。以生活污水处理为例,呈现由“增量”向“存量”转变的明显趋势,据北控水务市场投资中心测算,生活污水增量尚有约4623万吨/日的提升空间,生活污水存量市场化空间约1.375亿吨/日,远超增量空间。

  2)水污染治理产业整体增长承压,经营困难企业数量增多

  受经济下行、需求波动等影响,水污染治理产业整体营业收入增长压力较大,经营成本上升,经营利润继续呈现下降趋势,应收账款保持高位增长、账期持续延长,陷入经营困难的企业数量进一步增加。以民生证券统计2017年以来10家水污染治理前沿上市公司营业收入、归母净利润和经营活动现金流量净额年增长率来看,均呈现逐年下降趋势,以营业收入增长率为例,已从2020年增长20%下降至2023年2%以下。

  3)水污染治理巨大需求与有限资金能力的矛盾依然存在

  部分水污染治理项目投资回报机制不健全,特别是流域、区域水环境治理等公益性、非经营性项目,自身造血能力不足,借PPP或特许经营等模式融资将受严格管控,各地纷纷成立市县级平台公司承接该类项目。但市县级平台公司依然存在非经营性融资任务承担过多而导致的收益不高、资金能力不足、技术及运营能力有限等问题。

  4)水污染治理目标由单点式“末端处理”向整体性“系统治理”转变

  以黑臭水体治理为例,“头疼医头、脚疼医脚”的思路多行不通,必须从顶层观察厂、网、河、湖、海连通的问题,并提出系统性解决方案,正所谓黑臭水体“根源在岸上,核心在管网”。我国在污水处理率指标方面成效显著,达标水平逐年提升,但在污水收集率、面源污染、水生态失衡、水资源配置不合理方面仍存在明显短板。

  5)水污染治理需求由“解决社会问题”向“解决客户痛点”转变

  水污染治理行业过去主要解决的是“达不达标”的问题,是要满足“及格线”,随着各地流域性、区域性水环境保护要求的不断提升,以及居民对生态环境质量和健康水平期望的不断提升,站在客户角度,解决重点、难点、痛点问题成为水污染治理的核心。

  6)水污染治理技术由“普适装备”向“专业产品”转变

  水污染治理行业过去长期粗放式的发展水平与如今绿色低碳发展的内在要求存在差距,核心在于以服务绿色低碳转型升级、“双碳”战略的前瞻性技术储备不足,与新一代信息技术、生物技术、新材料技术融合发展不充分。随着环保督查与环境监管越来越严格,环境质量和污染防治标准要求越来越高,国家管控的新污染物种类越来越多,水污染治理企业的专业技术水平与服务能力亟待提高,专业产品的需求越来越多。

  7)水污染治理项目由“负价值”向“正价值”转变

  我国长期面临一个水资源紧缺的现状,加快推进污水资源化及循环利用是有效缓解我国水资源供需矛盾的重大举措。国家发改委、住建部和生态环境部联合发文提出,地级及以上缺水城市再生水利用率达到25%以上,这将使市政、工业、农村污水处理及资源化市场加速释放,以膜法工艺为主导的水深度处理技术也将加速推广,这将推动污水处理厂向城市“正资产”转型。

  #关键核心技术进展#

  随着水污染治理行业转型升级和提质增效推进,市政污水处理、工业废水治理、再生水、流域水环境治理修复、村镇污水处理、污泥处理处置等方面均取得了一系列技术进展。

  1)市政污水处理领域

  污水处理属能源密集型行业,其耗电量占到社会用电总量的2%以上。为降低能耗,国内企业研发了低碳智慧型BFM污水高效脱氮除磷工艺。BFM工艺以流化床生物膜法为核心,构建了“自养厌氧氨氧化-同步硝化反硝化-异养反硝化”的多途径联合脱氮体系,降低了运行成本,可实现较严苛的氨氮、TN排放要求。

  市政污水处理厂经常面临进水水质碳氮比低、出水总氮要求高、土地紧张、原位提标/扩容等问题,国内校企合作研发的BEAOA深度脱氮工艺包,设置厌氧-好氧-缺氧生物处理流程,二沉池到厌氧池和缺氧池两路污泥回流,充分利用内碳源反硝化,为处理低碳氮比的污水提供一种高效、经济、环境友好的新型脱氮方法。

  一些中小城镇面临分散式污水处理难题,国内企业研发高效成套水处理设备,基于好氧颗粒污泥理念,采用序批式运行方式,凭借污泥自凝聚形成的紧实层状结构,可实现同一单体内碳氮磷污染物同步去除和高效泥水分离,进而取代传统活性污泥工艺的生化池及配套二沉池。该装备形成生化反应和沉淀的一体化短流程工艺,单池同步去除碳、氮和磷,节约占地;可全自动化运行,实现少人或无人值守;无需内外回流系统,曝气量精确控制,节约除磷药剂,设备维护维修轻量,减少人力成本。

  对于一些较高浓度的园区污水或混合污水,国内校企合作研发BECFBR强化降碳脱氮泥膜复合处理技术,可实现降低传统MBBR单元流化曝气量,降低系统能耗,实现稳定达标,同时可耦合BELEBC低碳曝气控制技术,成为污泥厂“降能耗、降药耗”的“双降”利器。

  同时,配合城市污水深度处理技术可实现污水处理智慧化。国内企业开发了基于“数据清洗-AI智能控制-全要素智慧管理”的智水优控云平台,构建了仪表异常值检测及软测量模型,解决了污水厂仪表设备投资受限、准确度低等难题;研发了“前后馈+AI智能算法引擎”的加药-曝气-回流全系统控制方法,实现了对于厌氧氨氧化过程的精准控制和短流程下调控的快速响应;开发了集水线智能控制、设备全生命周期维护、多渠道预警报警于一体的智慧运管平台,节约了运营人员人力投入,弥补了污水处理厂控制精准性差、管理复杂、人员依赖性高的难题。

  2)工业废水处理领域

  高浓度有机废水含有大量的有机物、有毒有害物质以及重金属离子,对环境和人类健康造成了严重威胁。国内公司自主研发的“同步硝化反硝化+硫自养反硝化耦合脱氮除碳技术”能较好地实现高浓度有机废水的深度处理,在原有一级AO反应池中投加SND菌种,充分利用原水中的内在碳源,实现好氧同步短程硝化反硝化;在二级AO池的缺氧池中投加硫磺和专性MSAD菌种,利用硫磺作为电子供体,实现在活性污泥系统中驯化硫自养反硝化菌群。整套技术无需外加碳源,无需新建构筑物,无需新增设备,成功实现高浓度有机废水深度脱氮除碳。

  高盐废水由于来水多样、成分复杂,含盐量通常在3%左右,有机物含量较高,且较难降解,使用单一治理方法无法达到理想的处理效果。国内公司自主研发的“基于MVR+的高盐有机废水处理技术”能实现高盐废水的资源化、无害化全量处理。该技术以MVR技术为核心,耦合多种常规或新兴水处理技术,能针对不同物料配置合适的工艺包组合,使MVR系统受纳废水含盐量范围高达30%、COD浓度可接受100000mg/L以上,免维护持续运行周期达到60天~90天,技术水平整体优于国内同类技术。国内公司开发的“UF+RO+NF+ED+MVR耦合新技术”能实现一二价盐的纯化与分离,该公司自主研发的REMEX半均相离子交换膜可媲美国外均相膜的应用参数,结合其独特隔板形成的电渗析器,整体综合成本相比均相膜堆普遍减少。

  3)再生水领域

  再生水作为一种可再利用的水资源,其工业分质梯次利用技术对于缓解水资源短缺、促进可持续发展具有重要的意义。国内公司开发的“A2/O+MBR+DF”双膜新水技术,可高效去除工业废水中有机污染物、氮、磷、细菌、病毒及重金属等有害物质,出水稳定且水质优于地表水Ⅲ类标准,超净化处理后的出水可直接作为再生水源使用,不用再通过水体自净即可实现就地造水,同时,运行压力比传统工艺低,产水回收率提高,具有节能降耗的实效。此外,通过NF浓水处理系统和蒸发工艺,可以达到污水零排放的工艺目标,该技术可以根据不同行业和生产过程的需求进行废水的分质处理和利用,实现水资源的最大化利用,具有广阔的应用前景和推广价值。

  4)流域水环境治理领域

  重点流域水环境综合治理工作全面推进,但部分城镇、乡村仍存在雨污分流不到位、污水直排等现象,导致周边河道受到严重污染,继而影响下游国省考断面水质不达标,降低人民生活质量及幸福感。国内企业研发的重污染河道水质快速净化装备,集成MBBR生物流化床、溶气气浮系统、污泥回流系统等,形成专门针对重污染河道的水质快速净化系统,适用于重污染河道水环境整治,处理效率高、耐冲击性能强、占地面积较小、吨水治理成本低,可解决污水排口直排入河、雨污混流经雨水+排口入河、水体流动差极易纳污的断头河、因污水厂处理能力不足或污水泵站调蓄能力不足导致的污水溢流入河、超过水环境容量形成的黑臭水体等问题。

  河流、湖库污染治理存在缺乏综合管控手段、传统监测与综合治理脱节、缺乏协同机制及关键技术等问题,国内院企合作研发的水污染修复智慧管控关键装备及技术工艺,引入AI路径,突破传统技术与装备的瓶颈,构建“智慧环保-专用装备-创新工艺-长效治污”技术体系,适用于河流(低流速)、湖泊、湖库、港渠、塘等水体的水质提升。针对IV类及劣于IV类水体的水质,主要提升指标包括COD、溶解氧、SS、总磷、总氮、氨氮等,同时具备水体水质可移动在线监测功能,能实现智慧环保(水环境)平台的建设及管控,并达到自然水体智慧修复及管控的目标。

  水体富营养化导致的水华、异味、黑臭是水环境面临的重要问题,国内企业研发的富营养化水体斑块化定植强化修复技术适用于城市富营养化湖泊的水体治理,特别适用于退渔还湖的废弃鱼塘的重新利用和水体异位治理和养殖尾水治理技术选择,可实现水质、水生态和水景观性大幅提升。通过构建底质和水体斑块化的生物格局和完整生物食物链布局,增强生物多样性和富氧水平,强化水生态系统稳定性和提升净化能力,利用生物吸收、降解,生物氧化、光氧化等系统结合的方式,消减污染物,在来水为劣Ⅴ类情况下,可使修复水体达到Ⅱ类~Ⅲ类的地表水标准,且水生态系统稳定、景观性增强。

  5)村镇水环境治理领域

  村镇生活污水治理取得了一定成效,但我国农村生活污水治理基础薄弱,区域差异较大,处理设施建设滞后,整体治理率偏低,面临的污染治理任务还很重。国内企业研发的分散式生活污水生物接触氧化法处理设备,核心是利用生态学中的种群优势理论,在传统A/O工艺基础上,对A段和O段分别进行多级化细分,并在缺氧区和好氧区分别投加缺氧填料和好氧填料,形成多级的缺氧区(A1、A2等)和好氧区(O1、O2等)。多级缺氧区采用固定床形式,多级好氧区采用固定床或流化床形式。该工艺使各区的优势菌种更加突出,并通过填料上的生物膜丰富系统内菌种,提升系统的抗水质、水量冲击能力,好氧区出水流入软性固定填料过滤区,通过滤料截留水中的污泥及杂质,降低SS,同时通过滤料上的微生物进一步去除水中的污染物,过滤后的出水经消毒去除大部分有害菌类达标后排放。该技术适用于农村或人口密度较小区域的生活污水治理项目,如村落、客栈、农家乐、别墅区、风景区、学校等场景的生活污水处理,特别是排放不规律,具有波动性的场合。其中地埋式安装方式,还适合有节约土地、无噪音污染、环境美观等要求的场合。

  6)工业污泥无害化处理领域

  工业污泥的无害化处理是环境保护的重要环节,国内公司研发的“连续式自动化高效污泥碳化系统”,主要由污泥接收系统(污泥存储仓及输送器等)、污泥碳化系统(碳化炉和热风炉)、粉尘收集系统、热回收与交换系统、尾气处理(风机、旋风除尘和排气烟囱)以及碳化产品冷却和包装系统等组成。针对工业污水处理厂80%含水率的污泥,采取污泥炭化系统经过干化和中温碳化后,形成性质稳定的颗粒,炭化后产品减量率和重金属固化率显著提高,炭化过程中烟气排放符合国家标准,污泥炭化处理运行成本降低。

  2024年发展展望

  2024年1月9日,生态环境部召开重点流域水生态环境保护规划工作推进会,会议指出,党的十八大以来,各地各部门深入贯彻习近平生态文明思想,推动水生态环境保护发生重大转折性变化,人民群众身边的清水绿岸明显增多,获得感、幸福感显著增强。但也要清醒认识到,水生态环境保护结构性、根源性、趋势性压力尚未根本缓解,局部地区还存在不少短板弱项。

  一直以来,水污染治理领域的发展存在不均衡的问题,行业侧重末端治理、处理达标和工程建设,普遍存在“厂长网短”“水长泥短”“城市长农村短”“市政长工业短”等问题,在均衡规划、运营管理、高质量发展上有所欠缺。随着“上半场”末端处理设施建设的饱和,水污染治理领域将进入全方位均衡发展的阶段。

  “精准治污、科学治污、依法治污”的工作方针,对水污染治理的科技创新能力提出了新的挑战。2023年12月举行的中央经济工作会议提出,“深入推进生态文明建设和绿色低碳发展”,要重点支持核心技术攻关、新型基础设施、节能减排降碳,培育发展新动能,不断推动经济动能持续增强。2024年,将针对流域特点和水污染问题类型加强适用性技术研发;鼓励有条件的地区先行先试,开展规模化种植业和养殖业污染防治、水生植被恢复、区域再生水循环利用等试点;发挥国家生态环境科技成果转化综合服务平台作用,推广水体污染控制与治理科技重大专项等科研项目成果。实施长江、黄河等重点流域水资源与水环境综合治理等重点专项,突破水生态智能监测、水生态完整性标准化评价、污水处理厂微生物人工智能监控、农业面源污染监测与责任厘清、城市初期雨水污染控制、污水资源化与风险防控、高浓度有机废水深度处理、高盐废水零排放与资源化、再生水工业分质梯次利用、污泥无害化处理处置等关键核心技术与难点,并进行工程示范。

  习近平总书记提出要“永远把人民对美好生活的向往作为奋斗目标”,这正是水污染治理产业发展的最终目的。实现“十四五”规划目标任务、“双碳”战略目标、美丽中国建设、产业升级、绿色转型等时代主题对应着不断增长和变化的水污染治理产业新目标、新要求、新任务、新市场。一是环保督察与环境监管越来越严格;二是环境质量和污染防治标准越来越高;三是国家管控的新污染物种类越来越多;四是老旧环境设施绿色低碳转型升级需求释放;五是围绕美丽中国建设、海洋环境保护、美丽海岛、美丽海湾、长江大保护、黄河大保护、美丽河湖、乡村振兴、新农村建设等新目标的需求不断加大;六是新技术、新装备、新材料的创新和供给持续加大;七是环保、绿色、科技、金融、咨询、评价、培训、认证、智慧、数字、监测、检测、卫星、遥感等环境服务业、友好业、新业态、新模式不断涌现;八是产业生态化、生态产业化不断推进;九是生活方式和生产方式绿色低碳转型,水污染治理产业打开新的发展空间。

  总体而言,2024年是实现“十四五”规划目标任务的关键一年,也是水污染治理行业绿色转型和高质量发展的重要一年。在面对困难和挑战时,我们要看到市场刚需释放和利好政策加持的趋势,坚定信心,把握机会,携手突破,持续助力深入打好污染防治攻坚战和经济社会发展绿色转型。

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