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中国膜行业分析报告

2010.9.7

一．基本结论:

1. 膜工业是一门崭新的工业，膜技术的发明只有50多年的历史，而膜技术的工业化应用也就20 多年的历史，在我国实际商业化应用也仅十余年。

2. 从行业前景看，水资源稀缺性产生的对污水资源化处理要求是推动行业发展的最大外部动力，而成本的逐渐下降则是行业超常规发展的内在推手。

a.从外部驱动因素看，地区性水资源短缺、政府关于城市污水处理和工业废水排放标准更加严格的立法、对污水回用的激励都在推动着污水向深度处理转变。

b.从内部推动力看，一方面是污水处理费和水价的不断提升，另一方面是膜材料、组件价格的逐渐下降，膜分离水处理技术经济性在持续提升。

3. 在内外驱动因素的推动下，膜行业应用的几个主要方向，如污水处理及回用、海水淡化和工业应用在未来都处于快速增长的需求背景中；其中最看好膜技术在污水处理及回用中的发展前景和空间。

据国家环保总局环境规划院预测，我国“十二五”和“十三五”时期废水治理投入（含治理投资和运行费用）分别达 10,583 亿元和 13,922亿元，其中工业和城镇生活污水的治理投资将分别达 4355 亿元和4590 亿元。

4.对膜行业相关公司，在已上市的国内企业中，有新加坡上市公司厦门三达和国内上市公司碧水源。前者在经过“积累资源－延伸产业链－提供整体解决方案－不同细分市场复制”的发展历程后，不仅占据国内工业膜应用领域龙头，且已于2007 年进入水处理领域；后者 IPO 募投项目指向产业链完善和跨区域复制水处理解决方案的方向，走在正确的成长道路上。还有国内上市公司南方汇通和万邦达。前者控股子公司时代沃顿是国内 RO 膜龙头；后者已在化工等大型工业项目水处理领域证明了自己整合资源提供一体化解决方案的能力。

二．什么是膜

1、膜及膜分离技术的原理

a．膜的物理学定义：分离膜是分离两相和作为选择性传递物质的屏障，它可与--

一种或两种相邻的流体相之间构成不连续区间并影响流体中各组分的透过速度。

b.膜分离是以对组分具有选择性透过功能的膜为分离介质，通过在膜两侧施加（或存在）一种或多种推动力，使原料中的膜组分选择性地优先透过膜，从而达到混合物分离，并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。

c. 膜分离过程的推动力有浓度差、压力差和电位差等，整个过程可概述为以下三种形式：

●渗析式膜分离：料液中的某些溶质或离子在浓度差、电位差的推动下，透过膜进入接受液中，从而被分离出去；属于渗析式膜分离的有渗析和电渗析等。

●过滤式膜分离：利用组分分子的大小和性质差别所表现出透过膜的速率差别，达到组分的分离；属于过滤式膜分离的有超滤、微滤、反渗透和气体渗透等。

●液膜分离：液膜与料液和接受液互不混溶，液液两相通过液膜实现渗透，类似于萃取和反萃取的组合；溶质从料液进入液膜相当于萃取，溶质再从液膜进入接受液相当于反萃取。

d.膜的分类

按膜机构可分为固膜、液膜，固膜又可以分成对称膜与非对称膜。

●液膜：按制膜材料形态来分类的一种，即以液态物质为分离介质形成的膜，亦叫液相膜或液膜。这种膜可以把两种气相，气液两相或两相不互溶的液体进行分隔和促进分离，如乳化液膜和支撑液膜。

●固膜：按制膜材料形态来分类的一种以固态物质为分离介质制成的膜，亦叫固相膜或固体膜。

◆对称膜：一般指膜的各部分具有相同的特性，其孔结构不随深度而变化的膜。膜的厚度范围为 10 ～200um。

◆非对称膜：由同种材料制成的，一层为致密分离层，其厚度通常为 0.1 ～0.5um 另一层或多层(如无机膜)为支撑层(其厚度为5 ～10um)。

图1 膜的分类 --

2.膜分离技术应用领域概述

●膜工业是一门崭新的工业，膜技术的发明只有 50多年的历史，而膜技术

的工业化应用也就20 多年的历史。

●短短 20多年，膜作为一种新兴高效的分离技术广泛应用在电力 、纺织、

化工、电子、冶金、石油、食品、饮用水净化、工业水处理、生物制药、

发酵等各个领域；在我国因为水的问题比较严峻，因而膜技术在水处理领

域应用发展的比较快，尤其在废水处理，特别是水资源再利用方面有广阔

的前景。

图 不同膜技术的应用领域 --

三．膜行业的发展趋势及空间

1.行业发展推动力在增强，制约力在减弱

a.推动力：水资源的稀缺性，以及由此产生的政府对城市生活污水、工业废水更严格的排放标准，社会对污水资源化的重视，水价与污水处理费的提高等。

从推动力角度看，最大的推动莫过于政府对水处理的法规，从政策层面推水处理运营商采用更高出水质的膜分离工艺；而政府的鼓励反过来又促进了膜行业的发展成熟。

这一论断从过去的欧洲经验数据可以得到证实。（kubota和zenon为两家膜公司）

图2 欧盟于90年代强化了系列水法规 图3 kubota与zenon的容量增长 单位 m3/d

b.制约力：法律滞后、经济现状、市场的成熟程度和用户趋向于最廉价的选择等。

从制约力角度看，最大的进步来自膜工艺成本的下降。过去的10- 15 年间，受益于膜工艺设计的改进、运行维护方案的优化和膜寿命的延长，膜产品及其工--

艺以指数形式下降，整个生命周期成本从 1992 年 400美元/m2 降低至2005 年不足 50 美元/m2。

图4 不同时期微滤膜更换费用

2.行业发展趋势与空间分析

2.1废水处理与再利用：膜分离大有用武之地

a.无论是从全球、还是从中国的角度去观察淡水资源，都已面临着巨大的淡水供应压力；为了解决水危机，开源节流是必选途径，而废水治理和回用是其中的重要内容。

b.城市污水（含生活污水与工业废水）量大且相对成分稳定、没有季节性且易于收集，因此将城市污水作为第二水源，实现深度处理与回用，达到污水资源化的目的是各国废水处理业的发展趋势。

●国外水环境恢复与再生的实践经验证明，仅仅做到污水处理后排放是远远不够的，只有污水深度处理及回用，才能实现健康的水循环。

●日本、欧洲和美国等国早在90 年代就已开展了污水深度处理与回用的普及，相当数量的污水处理厂改造为水再生利用厂。

图5 发达国家在90年代就已经开始污水深度处理进程

图6 日本再生水主要用途结构

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c.膜分离技术是废水处理和再利用的关键技术保证

●膜分离技术主要用于污水的深度处理和二级处理。

◆深度处理中，反渗透(RO)可有效脱除溶盐和部分有机物，对悬浮物的脱除更彻底，出水水质可达饮用水标准。

◆二级处理中，MF、UF 多与活性污泥相结合，以 MBR 工艺出现,其出水可用于农业灌溉、绿化、市政工业用水和生活杂用水。

d.之所以说膜分离技术是废水处理和再利用的关键技术保证，是因为：

●城市废水的深度处理要求对二级排放液进行最后的脱盐、软化以及 COD、BOD、微量有机物、重金属离子的最后脱除；而从目前技术看，RO 膜对脱盐、NF 膜对软化有良好的处理效果。

●RO 膜在工业废水处理中同样极具吸引力，因为经处理的水和截留浓缩的组分可就地回用，无需或减少向城市废水处理厂排送废水；只是由于 RO 对进水水质有严格要求，料液必须经过一定的预处理。

2.2我国正处于向废水处理和再利用发展的起点，行业空间巨大

定性分析：

●严峻的水资源现状要求我国污水处理向污水再利用转变。2030年中国人口预测将达 16 亿，届时人均水资源量仅有 1750 立方米，预计用水总量为 7000-8000 亿立方米，要求供水能力比现在增长 1300-2300亿立方米，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限。

◆中国设立668个城市中，缺水城市约 400 个，严重缺水的城市约 108个。这些城市日缺水量为 1600 万m3，全年缺水量为200 亿 m3。

◆中国每年工业、生活污水排放量已达约 600 亿m3，90%的城市水域受到不同程度的污染，尤其南方城市由于采用地表水做水源而地面水又受到不同程度的污染，又导致水质性缺水。 --

●现有污水处理厂深度处理改造空间巨大。从数量上看，经过“十一五”期间的建设，我国污水处理比例已经大大提高，污水处理厂数量大大增加；但目前大多数污水处理厂并未达到深度处理要求。

◆根据2006年国家对《城镇污水处理厂污染物排放标准》的修订，凡排入国家或省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域，地表水Ⅲ类功能水域，海水二类功能水域的污水，必须执行一级A标准。

◆截至 2008 年 3 月，我国已投产污水处理设施 1321 座，在建污水处理设施

889 个；但运营污水处理厂中超过一半达到一级 B 排放标准，达到一级A 标准的仅占 7%，有31%污水处理厂仍处在二级排放标准。

●工业废水回用市场刚刚启动。

◆根据《十一五建设节水型社会的目标》和《中国节水技术政策大纲》，要建立节水型工业，提高工业用水的重复利用率，实现“增产不增水”的可持续发展目标。

◆产业转移和中西部能化工业的崛起刚刚开始，而西部缺水的现状使得工业废水回用成为企业合理的经济性选择。

◆水价在 2009 年经历一轮全国的普涨，随着水资源价值的回归，水价上涨是大势所趋，另一方面污水深度处理成本则呈下降趋势，这也增加了工业废水回用的经济性。

定量分析：

●污水处理及再利用空间测算。

◆目前国内城市生活污水的处理率还较低，2008年生活污水排放量达到300亿吨，

但处理率仅有 57.4%。

◆近年，国内平均每年新增城市污水处理能力约 800万吨/天，假设已建成的污水处理能力（2008年底为 11,173 万吨/天）每年有 6%左右更新改造，则合计每