水处理膜产业链分析报告

水处理膜产业链分析报告2020年7月

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目录

1. 对标海外，我国膜工业技术差距几何 (3)

2. 膜法水处理：技术成熟与成本降低双重驱动时代 (7)

3. 膜企业的成长路径：系统-工程-运营，延伸运营市场突破市值天花板 (11)

4. 投资策略 (14)

5. 市场提示 (14)

表格目录

表1：膜过程及其特点 (3)

表2：全球UF/MF市场竞争主体 (6)

表3：MBR技术与活性污泥法的优劣势比较 (9)

表4：各地污水处理地方标准 (10)

表5：海外龙头膜企业基本信息 (12)

表6：国内膜主要上市公司比较 (13)

插图目录

图1：全球膜产业总产值增长情况（1999-2017） (4)

图2：国内膜产业总产值增长情况（2005-2020） (4)

图3：全球四种液体分离膜的市场份额（2005） (4)

图4：全球四种液体分离膜的市场份额（2013） (4)

图5：判断膜质量的性能指标 (5)

图6：NIPS 制备工艺 (5)

图7：全球UF/MF膜应用市场分布（2005） (6)

图8：全球UF/MF膜应用市场分布（2014） (6)

图9：我国8 英寸反渗透膜市场占有率（2017） (7)

图10：我国8 英寸反渗透膜使用量及应用规模 (7)

图11：2010 年以后我国市政领域MBR 大规模应用 (7)

图12：MBR 工艺与传统活性污泥法 (8)

图13：中国大型MBR 应用领域（2016） (8)

图14：城镇污水处理领域大型MBR 应用分布（2016） (8)

图15：不同深度处理工艺工程直接投资费用对比情况 (10)

图16：不同深度处理工艺项目运行成本对比情况 (10)

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1. 对标海外，我国膜工业技术差距几何

膜是一种具有选择性透过功能的薄层物质，可以特定的形式限制和促使两侧流体中各种物质的迁移。而膜分 离是以外界能量或化学势差作为推动力，利用分离膜的选择透过功能而实现对混合物中不同物质进行分离、 纯化和浓缩的过程。

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根据膜的材料进行分类，可分为有机膜（有机聚合物）和无机膜（金属膜、陶瓷膜、玻璃膜等）。有机 膜易于制备，成本较低，而无机膜耐热性和化学稳定性好、力学性能突出、抗微生物、使用寿命长，但 成型难度大，成本高。

根据分离机制对膜进行分类，可分为利用筛分机制（即根据污染物尺寸进行分离）的多孔膜，和利用扩 散原理（即根据溶液的渗透压进行分离）的无孔致密膜 ，无孔致密膜也称为扩散膜。多孔膜有固定的孔， 包括微滤膜、超滤膜和纳滤膜，根据膜的孔径可分为大孔（孔径>50nm ）、中孔（孔径范围 2-50nm ）、微 孔（孔径<2nm ）。无孔致密膜包括纳滤膜和反渗透膜。从膜形态看 ，目前超滤、微滤多使用中空纤维膜， 反渗透、纳滤多为卷式膜。

表 1：膜过程及其特点

膜过程 微滤 推动力 压力差 压力差 传质机理 筛分 透过物 水、溶液 截留物 常用膜类型 多孔膜 悬浮物颗粒 超滤 筛分 水、小分子 胶体、较大分子

多孔膜 水、极少数小分子、 部分一价离子

水、溶剂 纳滤 压力差 溶解扩散、筛分 多价离子 致密膜 反渗透 电渗析

渗析 压力差 电位差

浓度差 溶解扩散 离子的选择传递 溶解扩散、筛分

溶解扩散 溶质、盐

致密膜 离子交换膜 离子交换膜 致密膜 电解质离子 非电解质、大分子颗粒 胶体粒子、溶质 小分子或较小离子 气体或蒸气 气体分离 压力差 难渗透性气体或蒸气 易渗透性溶质或溶

剂 渗透汽化 压力差 溶解扩散 难渗透性溶质或溶剂

溶剂与气体

致密膜 乳状液膜、支 撑液膜

液膜分离 浓度差

溶解扩散、促进传递

溶质与气体

资 料 来 源 ： 《膜分 离材料 应用基 础》， 市场部

近 20年是我国膜产业的高速增长期。近 20年，全球膜产业（包括膜元件、膜组件、膜装备、膜工程等）总 产值稳健增长，至 2017 年底，全球膜产值已达 1050 亿美元，而我国膜产业的总产值约为 2000 亿人民币， 我国膜产业占全球膜产业产值比重从 99年的 1.7%提升到了 17年的 27%以上。从结构看，随着海水淡化、苦 咸水软化、超纯水制备以及对微量污染物去除需求的逐年增加，反渗透膜在膜市场中占比也随之增大，全球 RO 膜销售占比从 05年 48.4%提高到 2013年的 55.3%，与此同时，UF\MF 膜市场占比有所下降。未来随着膜 技术在工业污水、市政污水、市政饮用水、民用净水等领域的应用增加，膜产业仍将快速发展，而与 RO 膜 相比，NF 膜性质介于超滤和反渗透之间，具有低操作压力、低运行成本、高通量、极性小分子选择性截留等 优点，未来应用占比有望提升。

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图1：全球膜产业总产值增长情况（1999-2017）图2：国内膜产业总产值增长情况（2005-2020）

资料来源：《中国水处理行业可持续发展战略研究报告》，市场部资料来源：《中国水处理行业可持续发展战略研究报告》，市场部

图3：全球四种液体分离膜的市场份额（2005）图4：全球四种液体分离膜的市场份额（2013）

UF, 24.5%

UF, 29.4%

RO, 48.4%

RO, 55.3%

MF, 18.1%

MF, 20.2%

NF, 2.1%

NF, 2.1%

资料来源：《中国水处理行业可持续发展战略研究报告》，市场部资料来源：《中国水处理行业可持续发展战略研究报告》，市场部

分离膜的性能由膜材料和制膜工艺条件决定。膜产品的相关性能指标主要有分离透过性能、物理性能和化学性能三大类，其中分离透过性能包括:产水量、水通量、纯水透过率、截留分子质量、截留率、脱盐率、回收率、最大孔径、平均孔径、孔径分布、孔隙率、气密性及完整性等；膜物理性能有:结构性能(外观、膜面积、膜厚、膜丝内外径)、机械性能(拉伸强度、爆破强度、弯曲强度、柔润指数、断裂伸长率)、电性能(荷电性、Zeta电位)、亲水性及耐热性(最高操作温度)等；膜化学性能有:化学稳定性(化学相容性)、耐氧化性(短时余氯耐受限度、过氧化氢耐受限度)、耐酸碱性(运行及清洗pH 范围)及耐污染性能等。膜的不同性能相互制约，在实际应用中，应当综合考虑膜的经济性和环境项目具体要求，选择性能合适的分离膜。