环保行业研究之膜法水处理行业发展分析

在水资源短缺、水质污染重、污水排放量逐年增加的大背景下，用水需求的持续增长使水资源供给面临重供需矛盾。综合来看，以水处理为主要手段的水资源循环利用是解决这一矛盾的唯一途径。因此，在未来较长时间，水处理行业将保持刚性需要属性，同时维持高关注度和高景气度。

从狭义上来讲，水处理一般指污水处理;从广义上看，水处理可以外延至给水处理、水务运营、污泥处理、中水回用、膜法水处理、海水淡化、黑臭水体治理、城市给排水规划、海绵城市等诸多概念。随着国民经济发展，居民环保意识增强，环保治理理念从“总量控制”向“质量控制”转变，我国水处理行业正在经历从“狭义水处理”向“广义水处理”的演进过程。

由于这种转变，市场的热点聚焦在“膜法水处理”、“海绵城市”、“污泥处理”和“黑臭水体治理”等专业化程度更高，更讲求治理效果的细分领域。本篇报告选取“膜法水处理”和“海绵城市”两个热点领域作为研究对象，对行业现状进行梳理。

由“狭义水处理”向“广义水处理”演进

膜法水处理相对于传统水处理式具有能耗低、工艺简单、运行稳定和出水水质高等诸多优势，已经在很多领域获得推广应用。随着环保指导思想向“质量化”转变，污水排放指标趋，预计膜法水处理行业仍将保持20%以上高速增长，年产值有望从2015年的850亿元，增长至“十三五”末的约2000亿元。

膜法水处理技术优势明显，应用领域广阔

膜是一种具有选择性分离功能的材料，形式可以是固态、液态或气态，存在于两流体之间或附着于支撑体或载体的微隙之上。膜分离技术是指以膜为分离介质，通过在膜两侧施加推动力(如浓度差，压力差或电位差)，使原料侧组成成分选择性地通过，达到分离提纯作用的一种法。

膜分离技术原理

膜法水资源化是膜分离技术的主要应用;膜法水资源化技术应用广泛

目前水处理是膜分离技术的主要应用领域，约占其市场份额的85%，另外15%应用于工业生产及其他领域。与传统技术相比，膜法水处理具有诸多优势：膜分离过程中不发生相变，能耗较低;在常温下进行，不消耗热能;不需要投加其他物质，不带入二次污染物，节省原材料和化学药品;分离和浓缩同时进行，可回收有价值的物质;分离装臵简单，操作容易，运行稳定，易于实现自动化控制;可达到更优质的出水水质等。

从产业应用来看，一般可以从制造材质、膜形状和径尺寸等维度对膜进行分类：

根据制造材质不同，膜可分为无机膜和有机膜。无机膜主要是瓷膜，玻璃膜，金属膜，其过滤精度较低，选择性较小;有机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)、醋酸纤维素(CA)等，由于有机膜过滤精度较高，选择性大，广泛应用于水资源化领域与工业特种分离等领域。目前大型水处理案中使用较多的为偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)材质制作的微滤/超滤膜元件，反渗透膜的制造材质多为醋酸纤维素(CA)等。

按照制造材质，对膜进行分类

根据不同形状，膜可以分为中空纤维膜、平板膜、管式膜和卷式膜。膜的形状是由制作和装配工艺决定的，中空纤维膜在水处理应用领域使用广泛，平板膜一般仅在水资源化领域中的部分工艺中使用，如部分膜生物反应器(MBR)中，管式膜则主要用于垃圾渗滤液处理和高固含量液体分离。

中空纤维膜在水处理中应用广泛;平板膜常用于膜生物反应器

按照径尺寸由大到小，可把膜分为微滤(Microfiltration,MF)膜，超滤(Ultrafiltration,UF)膜，纳滤膜(Nanofiltration,NF)和反渗透(ReverseOsmosis,RO)膜。过滤效果随径尺寸缩小层层递进，微滤膜可用来去除悬浮颗粒物，细菌，部分病毒和大尺寸胶体;超滤膜能够去除胶体，蛋白质，

微生物和大分子有机物;而如果要去除溶解性盐和分子量大于100的有机物则需要使用反渗透膜。目前在水处理领域，应用较多的是超滤膜、微滤膜和反渗透膜。

膜过滤效果随径尺寸缩小层层递进

膜法水处理技术的发展趋势

膜的种类和功能繁多，其中纳滤膜、反渗透膜和无机膜将成为未来膜法水处理技术的重点发展向，具备较大的发展潜力和商业价值：

纳滤膜：纳滤膜是目前关注度很高的一项净水技术，由于其径尺寸介于反渗透膜和微滤膜之间，因此在去除水中有害物质的同时，还可以保留对人体有益的矿物质，同时在水源水质波动的条件下保证最终供水水质的稳定。目前水处理领域对于纳滤膜的使用仍处于起步阶段，国市场份额几乎全部被外资品牌占领。

反渗透膜：海水淡化和再生水回用作为缓解水资源供需矛盾的重要手段，产能规模将有大幅提升。作为这两类技术的重要组成部分，反渗透膜也将因此迎来市场空间的进一步释放。

无机膜：以瓷膜为代表的无机膜具备耐高温，化学性质稳定等诸多高分子膜材料所不具备的性能，将在生物与医药、化工、食品饮料等制造过程，以及钢铁废水、造纸废水、印染废水等特种水处理领域拥有广阔应用前景。

法律法规、产业政策、排放标准利好膜法水处理技术

2014年“新环保法”修订实施，2015年《水污染防治行动计划》(“水十条”)颁布，以及《水污染防治法(修订草案)》(征求意见稿)的发布，表明了持续推进水污染防治工作的决心，在顶层制度设计层面为水污染治理提供了向性指导。“十三五”期间，水处理将由满足“总量”向追求“质量”迈进，这为以出水质量高，治水效果稳定为最大优势的膜法水处理技术发展提供了巨大想象空间。

国务院印发的“十二五”战略性新兴产业发展规划中指出“作为先进环保技术，要推进高效膜材料及组件的创新发展”，“作为重大环保技术装备及产品产业化示工程，加快高性能膜材料的产业化”。膜分离技术以及膜法水处理行业是我国重点发展的行业，代表未来的产业发展向，同时对经济发展有很大的带动和引领作用，是政府重点鼓励发展的行业。

2015年11月，《城镇污水处理厂污染物排放标准》(征求意见稿)发布，计划对2002年发布的“旧版标准”进行修订。此次征求意见稿提出“设置特别排放限值”“增加污染物控制项目”“收部分污染物排放项目排放限值”等容，从实施层面为污水处理设施进一步“提标改造”给予指导。由于传统水处理技术很难满足“新版标准”(征求意见稿)中“特别排放限值”的苛要求，因而未来将有大量污水处理设施采用膜法技术进行升级改造，这为膜法水处理带来利好。

我国膜法水处理产业发展概况

经过50年的发展，中国分离膜产业已经逐渐从稚嫩走向成熟。最近15年是整个行业的高速增长期，行业总产值(指膜制品、膜组件、膜附属设备及相关工程的总值)从1993年2亿元上升至2015年的1000亿元，按占比85%计算，