2024年環(huán)保水處理行業(yè)分析報告

2024年環(huán)保水處理行業(yè)分析報告目錄一、我國已陸續(xù)頒布飲用水、污水和工業(yè)廢水標(biāo)準(zhǔn) PAGEREFToc373844462\h31、生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) PAGEREFToc373844463\h32、城鎮(zhèn)污水處理標(biāo)準(zhǔn) PAGEREFToc373844464\h43、工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn) PAGEREFToc373844465\h5二、水處理需求十分廣泛 PAGEREFToc373844466\h61、生活飲用水的水處理需求 PAGEREFToc373844467\h62、城鎮(zhèn)污水的水處理需求 PAGEREFToc373844468\h73、工業(yè)廢水的水處理需求 PAGEREFToc373844469\h8三、水處理技術(shù)隨水處理需求升級演變 PAGEREFToc373844470\h91、自來水處理技術(shù) PAGEREFToc373844471\h92、污水處理技術(shù)概況 PAGEREFToc373844472\h103、城鎮(zhèn)污水處理技術(shù) PAGEREFToc373844473\h114、工業(yè)水處理技術(shù) PAGEREFToc373844474\h14四、水資源化訴求推動膜技術(shù)的應(yīng)用 PAGEREFToc373844475\h161、膜的應(yīng)用領(lǐng)域 PAGEREFToc373844476\h162、膜技術(shù)的分類 PAGEREFToc373844477\h163、膜工藝的分類 PAGEREFToc373844478\h184、MBR技術(shù)的應(yīng)用 PAGEREFToc373844479\h18一、我國已陸續(xù)頒布飲用水、污水和工業(yè)廢水標(biāo)準(zhǔn)水處理主要包括三個方面：自來水供水、城市生活污水處理和工業(yè)廢水處理，對于這3個方面，我國都發(fā)布了相關(guān)的水處理標(biāo)準(zhǔn)，水處理技術(shù)正是隨著這些領(lǐng)域水處理標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展而逐步發(fā)展起來的。1、生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)我國于1985年8月首次發(fā)布了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》》（GB5749－85），2024年7月1日，由國家標(biāo)準(zhǔn)委和衛(wèi)生部聯(lián)合發(fā)布的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2024）強制性國家標(biāo)準(zhǔn)，這是國家21年來首次對1985年發(fā)布的《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)》進行修訂。與1985年的標(biāo)準(zhǔn)相比，2024年標(biāo)準(zhǔn)中，水質(zhì)指標(biāo)由35項增加至106項，增加了71項，修訂了8項。其中主要指標(biāo)詳見表1。2、城鎮(zhèn)污水處理標(biāo)準(zhǔn)2024年12月24日，國家環(huán)?？偩趾蛧屹|(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918－2024），于2024年7月1日起實施。該標(biāo)準(zhǔn)對城鎮(zhèn)污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)做出了明確規(guī)定，其中主要指表詳見表2：3、工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)近年來，我國陸續(xù)發(fā)布了合成氨、檸檬酸、紡織印染、鋼鐵、造紙等行業(yè)的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，對于沒有發(fā)布具體廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)，則執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）。其中主要工業(yè)廢水排放行業(yè)造紙和紡織行業(yè)的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)如表3所示。二、水處理需求十分廣泛1、生活飲用水的水處理需求據(jù)水利部發(fā)布的《2024年中國水資源公報》，2024年全國總用水量6107.2億m3，其中生活用水789.9億m3，占12.9%；工業(yè)用水1461.8億m3，占23.9%，這兩部分合計2251.7億m3，占36.8%。工業(yè)用水和生活用水都需要進行處理。由表4知，按照目前國內(nèi)的地下水標(biāo)準(zhǔn)、地表水標(biāo)準(zhǔn)和飲用水標(biāo)準(zhǔn)，能達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的水源多為地下水和地表水Ⅲ類以上。2024年，全國評價了634個地表水集中式飲用水水源地。其中河流型飲用水水源地、湖泊型飲用水水源地、水庫型飲用水水源地分別占評價水源地總數(shù)的59.9%、3.2%和36.9%。按全年水質(zhì)合格率統(tǒng)計，合格率在80%及以上的集中式飲用水水源地有452個，占評價水源地總數(shù)的71.3%，其中合格率達(dá)100%的水源地有352個，占評價總數(shù)的55.5%。全年水質(zhì)均不合格的水源地有31個，占評價總數(shù)的4.9%1。2024年，北京、遼寧、吉林、黑龍江、上海、江蘇、海南、寧夏、廣東9個省（自治區(qū)、直轄市）采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93），對所轄區(qū)域的857眼監(jiān)測井的水質(zhì)監(jiān)測資料進行了地下水水質(zhì)分類評價。評價結(jié)果顯示：水質(zhì)適用于各種用途的Ⅰ～Ⅱ類監(jiān)測井占評價監(jiān)測井總數(shù)的2.0%；適合集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水的Ⅲ類監(jiān)測井占21.2%；適合除飲用外其它用途的Ⅳ～Ⅴ類監(jiān)測井占76.8%。主要污染項目是總硬度、氨氮、礦化度等。在9個省級行政區(qū)中，海南的監(jiān)測井水質(zhì)以Ⅱ類為主；上海、北京以Ⅲ類為主；黑龍江、江蘇以Ⅳ類為主；吉林、遼寧、廣東、寧夏的監(jiān)測井水質(zhì)以Ⅴ類為主2。由上述情況知，無論是地表水源還是地下水源，要達(dá)到城市供水標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)都需要進行水處理。2、城鎮(zhèn)污水的水處理需求我國城鎮(zhèn)污水處理廠的進水水質(zhì)受地域、季節(jié)的影響變化較大，一般COD指標(biāo)范圍在200mg/L-1000mg/L之間，BOD5在100mg/L-600mg/L之間，根據(jù)環(huán)保部對87個城市污水處理廠的調(diào)查，多數(shù)污水處理廠的設(shè)計值范圍COD在400mg/L-600mg/L之間，BOD5為200mg/L。根據(jù)我國城鎮(zhèn)污水處理廠的進水水質(zhì)情況和出水水質(zhì)要求，如果要達(dá)到一級A的標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠的COD去除率大約在88%-92%之間，BOD的去除率大約在93%-95%之間；如果要達(dá)到一級B的標(biāo)準(zhǔn)，COD去除率大約在85%-90%之間，BOD的去除率大約在87%-90%之間。其他總懸浮物的去除率在90%以上，總氮的去除率在50%以上，氨氮的去除率在70%以上，總磷的去除率在80%以上，詳見表5。這些正是城鎮(zhèn)污水處理廠的主要處理任務(wù)。3、工業(yè)廢水的水處理需求工業(yè)各個行業(yè)廢水的水質(zhì)差別很大，主要指標(biāo)COD、BOD和總懸浮物從幾百到幾萬都有，這一方面帶來工業(yè)廢水的水處理需求，另一方面也增加了對工業(yè)廢水處理的技術(shù)難度，像造紙、印染、制革、生物制藥、白酒等行業(yè)的廢水水質(zhì)如表6所示。三、水處理技術(shù)隨水處理需求升級演變水處理：指通過物理、化學(xué)、生物的手段，去除水中一些對生產(chǎn)、生活不需要的有害物質(zhì)的過程。由于不同的水所含有害物質(zhì)成份不同，對出水的要求不同，因此所采取的技術(shù)和工藝路線也各不相同。1、自來水處理技術(shù)由前述知，國內(nèi)水源多數(shù)不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，原水中含有懸浮物、膠體、溶解物等3大類雜質(zhì)，需要進行處理后才能供水。目前國外大多數(shù)水廠和國內(nèi)95%以上的水廠均采用常規(guī)水處理工藝，包括混合、反應(yīng)、沉淀、過濾及消毒等幾個過程，詳見圖1。國內(nèi)自來水廠所采取的主要工藝原理及作用如表7所示：2、污水處理技術(shù)概況污水處理技術(shù)按原理可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法三類；按處理程度可分為一級處理工藝、二級處理工藝、三級處理工藝，詳見表8。機械一級處理一般作為預(yù)處理的必備工藝；生化二級處理在一級處理的基礎(chǔ)上進一步凈化水質(zhì)，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；三級深度處理多用于水資源化、中水回用或治理難度較大的高濃度污水處理中。3、城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)城鎮(zhèn)污水處理分為污水處理和中水回用2個方面。污水處理技術(shù)，就是采用各種技術(shù)和手段，將污水中所含的污染物分離去除、回收利用或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，使污水得到凈化。城鎮(zhèn)污水除去除各種懸浮物、顆粒外，主要是除磷脫氮。城鎮(zhèn)污水處理的主要技術(shù)詳見表9，其中后幾種技術(shù)都是對傳統(tǒng)活性污泥技術(shù)的改良。據(jù)碧水源招股說明書資料顯示，2024年我國建成的污水處理廠中，氧化溝工藝占26%，A2/O工藝占18%，普通活性污泥法占15%，SBR占12%，這4種工藝合計占71%。國內(nèi)常規(guī)城鎮(zhèn)污水處理廠工藝路線如圖2所示。各種技術(shù)路線的差異主要體現(xiàn)在生物曝氣池環(huán)節(jié)有所不同，其他差異不大。國內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠各工藝環(huán)節(jié)的原理和作用如表10所示。中水回用是指城市廢污水經(jīng)深度處理后達(dá)到回用要求，作為工業(yè)企業(yè)給水水源重復(fù)使用。據(jù)中電環(huán)保的招股說明書披露，其中水回用處理工藝如圖3所示，采用較為成熟的干式石灰法脫磷脫氮技術(shù)或用膜處理裝置進行回用處理。4、工業(yè)水處理技術(shù)由于各個工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ盟|(zhì)的要求不高，廢水雜質(zhì)含量不同，導(dǎo)致對水處理的要求遠(yuǎn)比飲用水處理和城鎮(zhèn)污水處理要復(fù)雜。一般的工業(yè)水處理包括給水處理、廢水達(dá)標(biāo)排放處理，如果水資源緊張，還要求對廢水進行深度處理回用。工業(yè)給水處理的常用技術(shù)詳見表11。工業(yè)廢水處理是通過對廢污水的收集和處理，使其符合達(dá)標(biāo)排放的要求；廢水零排放是運用物理、生化處理和深度處理技術(shù)，對工業(yè)企業(yè)處理達(dá)標(biāo)的廢污水進一步凈化、脫鹽、肖毒處理，滿足不同用水點的水質(zhì)要求，又返回工業(yè)生產(chǎn)、進行得復(fù)利用的過程。中電環(huán)保用于煤化工的廢水處理工藝詳見圖4。各工業(yè)行業(yè)由于所排放廢水成份不同，具體水處理工藝會有差別。四、水資源化訴求推動膜技術(shù)的應(yīng)用隨著各地對水資源化的訴求提高，以活性污泥及其改良技術(shù)為主的傳統(tǒng)的水處理技術(shù)無法滿足對水資源化的要求，逐漸發(fā)展出膜技術(shù)。1、膜的應(yīng)用領(lǐng)域膜技術(shù)主要利用不同孔徑的膜實現(xiàn)對不同料液的分離，從而獲得截留物質(zhì)或過濾液，實現(xiàn)物理分離提純與過濾凈化的目的，在水處理中可用于水資源化和特種分離，水資源化包括污水處理及回用、給水凈化及海水淡化等領(lǐng)域，詳見圖5。2、膜技術(shù)的分類膜的孔徑一般為微米級以下，依據(jù)孔徑不同（或稱為截留分子量的大?。?，可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。這幾種膜的區(qū)別如表12所示。微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜的過濾過程區(qū)別如圖6所示。3、膜工藝的分類目前超、微濾膜法水資源化應(yīng)用技術(shù)概括起來主要有3種工藝，連續(xù)膜過濾（CMF）、浸沒式膜過濾（SMF）和膜生物反應(yīng)器（MBR），詳見表13。4、MBR技術(shù)的應(yīng)用以活性污泥法技術(shù)為基本原理的傳統(tǒng)污水處理技術(shù)，主要突出了生物技術(shù)的有效性，但受技術(shù)本身限制，存在出水標(biāo)準(zhǔn)低、能耗高、占地面積大、污泥產(chǎn)生量