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2023年水污染治理行業評述及2024年發展展望
2024-03-22
為及時反映生態環保產業過往一年的發展動態，預測新一年的發展趨勢，中國環保產業協會組織各分支機構編寫了《2023年行業評述及2024年發展展望》，供環保企事業單位、專家和管理者參考。本文為《2023年水污染治理行業評述及2024年發展展望》，作者為中國環境保護產業協會水污染治理專業委員會宋永會黎定高張覓張磊袁敏。
2023年行業評述
#主要政策標準#
2023年1月，國家發改委、住建部、生態環境部聯合印發《關于推進建制鎮生活污水垃圾處理設施建設和管理的實施方案》(發改環資〔2022〕1932號)，在優化建制鎮生活污水垃圾處理設施布局、健全收集處理和資源循環利用體系、持續提升環境基礎設施建設和運營水平方面提出一系列要求。
2023年2月，農業農村部印發《農業農村部關于落實黨中央國務院2023年全面推進鄉村振興重點工作部署的實施意見》(農發〔2023〕1號)，在統籌推進農村生活污水和垃圾治理，因地制宜探索集中處理、管網截污、分散處置、生態治污等技術模式方面給出一系列指導意見。
2023年3月，生態環境部聯合國家發改委、財政部、水利部、國家林草局等印發《重點流域水生態環境保護規劃》，對堅持山水林田湖草沙一體化保護和系統治理，堅持精準、科學、依法治污，統籌水資源、水環境、水生態治理，協同推進降碳、減污、擴綠、增長等方面提出明確要求。
2023年5月，中共中央國務院印發《國家水網建設規劃綱要》，在補齊城市和縣城污水處理能力缺口、提升水資源化利用水平、建立合理價格機制、推行數字化共享信息平臺方面提出新機制和新要求。
2023年6月，生態環境部發布《電子工業水污染防治可行技術指南》(HJ 1298-2023)，系統梳理電子工業排污環節和廢水特征，根據電子工業水污染物控制技術發展現狀、達標排放要求和治污成本，推薦符合電子工業產品結構和生產工藝特點的水污染防治可行技術及管理措施。
2023年8月，國家發改委、生態環境部、住建部聯合印發《環境基礎設施建設水平提升行動(2023—2025年)》，提出加快補齊城市和縣城污水處理能力缺口，結合現有污水處理設施提標升級擴能改造，推進污水資源化利用，提升污泥無害化處理和資源化利用水平等一系列要求。
2023年8月～10月，為貫徹落實《國務院辦公廳關于加強入河入海排污口監督管理工作的實施意見》，指導各地推進排污口整治、規范化建設、規范開展排污口分類、溯源及信息采集與交換工作，生態環境部先后印發了整治總則、溯源總則、入河排污口規范化建設、排污口分類、信息采集與交換五項標準，為構建“1+N”入河入海排污口監督管理體系提供系統性支撐。
2023年9月，國家發改委等七部委聯合發布《國家發展改革委等部門關于進一步加強水資源節約集約利用的意見》(發改環資〔2023〕1193號)，提出“最嚴格水資源管理制度”，包括嚴格用水總量和強度雙控、強化取水管理、嚴格節水管理，呼吁加強省、市、縣三級行政區域用水總量和強度控制指標管理。
2023年10月，山東、江蘇、安徽、河南四省發布各省南四湖流域水污染物綜合排放標準，這是首個國家牽頭統一編制，以地方標準形式發布的流域型綜合排放標準，屬于跨省流域水污染物排放協同管控的重大創新，將為全國其他跨省流域綜合治理起到引領示范作用。此外，2023年還發布了一系列水污染物防治、排放標準，比如《地方水產養殖業水污染物排放控制標準制訂技術導則》(HJ 1217—2023)、《電子工業水污染防治可行技術指南》(HJ 1298-2023)、《陶瓷工業廢水治理工程技術規范》(HJ 1278-2023)、《氮肥工業廢水治理工程技術規范》(HJ 1277-2023)、《鈦白粉工業廢水治理工程技術規范》(HJ 1279-2023)等。
#行業發展#
水污染治理行業的2023年，既是穩中增長的一年，也是市場變革與需求轉折的一年，更是機遇與挑戰并存的一年。
1)水污染治理市場規模增速放緩，但仍保持整體增長態勢
據中商產業研究院統計，2022年與2023年城市和縣域污水處理廠數量同比分別增長4.4%和4.1%，市場規模同比分別增長5.0%和4.4%，雖然均稍有下降，但整體仍保持增長態勢。以生活污水處理為例，呈現由“增量”向“存量”轉變的明顯趨勢，據北控水務市場投資中心測算，生活污水增量尚有約4623萬噸/日的提升空間，生活污水存量市場化空間約1.375億噸/日，遠超增量空間。
2)水污染治理產業整體增長承壓，經營困難企業數量增多
受經濟下行、需求波動等影響，水污染治理產業整體營業收入增長壓力較大，經營成本上升，經營利潤繼續呈現下降趨勢，應收賬款保持高位增長、賬期持續延長，陷入經營困難的企業數量進一步增加。以民生證券統計2017年以來10家水污染治理前沿上市公司營業收入、歸母凈利潤和經營活動現金流量凈額年增長率來看，均呈現逐年下降趨勢，以營業收入增長率為例，已從2020年增長20%下降至2023年2%以下。
3)水污染治理巨大需求與有限資金能力的矛盾依然存在
部分水污染治理項目投資回報機制不健全，特別是流域、區域水環境治理等公益性、非經營性項目，自身造血能力不足，借PPP或特許經營等模式融資將受嚴格管控，各地紛紛成立市縣級平臺公司承接該類項目。但市縣級平臺公司依然存在非經營性融資任務承擔過多而導致的收益不高、資金能力不足、技術及運營能力有限等問題。
4)水污染治理目標由單點式“末端處理”向整體性“系統治理”轉變
以黑臭水體治理為例，“頭疼醫頭、腳疼醫腳”的思路多行不通，必須從頂層觀察廠、網、河、湖、海連通的問題，并提出系統性解決方案，正所謂黑臭水體“根源在岸上，核心在管網”。我國在污水處理率指標方面成效顯著，達標水平逐年提升，但在污水收集率、面源污染、水生態失衡、水資源配置不合理方面仍存在明顯短板。
5)水污染治理需求由“解決社會問題”向“解決客戶痛點”轉變
水污染治理行業過去主要解決的是“達不達標”的問題，是要滿足“及格線”，隨著各地流域性、區域性水環境保護要求的不斷提升，以及居民對生態環境質量和健康水平期望的不斷提升，站在客戶角度，解決重點、難點、痛點問題成為水污染治理的核心。
6)水污染治理技術由“普適裝備”向“專業產品”轉變
水污染治理行業過去長期粗放式的發展水平與如今綠色低碳發展的內在要求存在差距，核心在于以服務綠色低碳轉型升級、“雙碳”戰略的前瞻性技術儲備不足，與新一代信息技術、生物技術、新材料技術融合發展不充分。隨著環保督查與環境監管越來越嚴格，環境質量和污染防治標準要求越來越高，國家管控的新污染物種類越來越多，水污染治理企業的專業技術水平與服務能力亟待提高，專業產品的需求越來越多。
7)水污染治理項目由“負價值”向“正價值”轉變
我國長期面臨一個水資源緊缺的現狀，加快推進污水資源化及循環利用是有效緩解我國水資源供需矛盾的重大舉措。國家發改委、住建部和生態環境部聯合發文提出，地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上，這將使市政、工業、農村污水處理及資源化市場加速釋放，以膜法工藝為主導的水深度處理技術也將加速推廣，這將推動污水處理廠向城市“正資產”轉型。
#關鍵核心技術進展#
隨著水污染治理行業轉型升級和提質增效推進，市政污水處理、工業廢水治理、再生水、流域水環境治理修復、村鎮污水處理、污泥處理處置等方面均取得了一系列技術進展。
1)市政污水處理領域
污水處理屬能源密集型行業，其耗電量占到社會用電總量的2%以上。為降低能耗，國內企業研發了低碳智慧型BFM污水高效脫氮除磷工藝。BFM工藝以流化床生物膜法為核心，構建了“自養厭氧氨氧化-同步硝化反硝化-異養反硝化”的多途徑聯合脫氮體系，降低了運行成本，可實現較嚴苛的氨氮、TN排放要求。
市政污水處理廠經常面臨進水水質碳氮比低、出水總氮要求高、土地緊張、原位提標/擴容等問題，國內校企合作研發的BEAOA深度脫氮工藝包，設置厭氧-好氧-缺氧生物處理流程，二沉池到厭氧池和缺氧池兩路污泥回流，充分利用內碳源反硝化，為處理低碳氮比的污水提供一種高效、經濟、環境友好的新型脫氮方法。
一些中小城鎮面臨分散式污水處理難題，國內企業研發高效成套水處理設備，基于好氧顆粒污泥理念，采用序批式運行方式，憑借污泥自凝聚形成的緊實層狀結構，可實現同一單體內碳氮磷污染物同步去除和高效泥水分離，進而取代傳統活性污泥工藝的生化池及配套二沉池。該裝備形成生化反應和沉淀的一體化短流程工藝，單池同步去除碳、氮和磷，節約占地；可全自動化運行，實現少人或無人值守；無需內外回流系統，曝氣量精確控制，節約除磷藥劑，設備維護維修輕量，減少人力成本。
對于一些較高濃度的園區污水或混合污水，國內校企合作研發BECFBR強化降碳脫氮泥膜復合處理技術，可實現降低傳統MBBR單元流化曝氣量，降低系統能耗，實現穩定達標，同時可耦合BELEBC低碳曝氣控制技術，成為污泥廠“降能耗、降藥耗”的“雙降”利器。
同時，配合城市污水深度處理技術可實現污水處理智慧化。國內企業開發了基于“數據清洗-AI智能控制-全要素智慧管理”的智水優控云平臺，構建了儀表異常值檢測及軟測量模型，解決了污水廠儀表設備投資受限、準確度低等難題；研發了“前后饋+AI智能算法引擎”的加藥-曝氣-回流全系統控制方法，實現了對于厭氧氨氧化過程的精準控制和短流程下調控的快速響應；開發了集水線智能控制、設備全生命周期維護、多渠道預警報警于一體的智慧運管平臺，節約了運營人員人力投入，彌補了污水處理廠控制精準性差、管理復雜、人員依賴性高的難題。
2)工業廢水處理領域
高濃度有機廢水含有大量的有機物、有毒有害物質以及重金屬離子，對環境和人類健康造成了嚴重威脅。國內公司自主研發的“同步硝化反硝化+硫自養反硝化耦合脫氮除碳技術”能較好地實現高濃度有機廢水的深度處理，在原有一級AO反應池中投加SND菌種，充分利用原水中的內在碳源，實現好氧同步短程硝化反硝化；在二級AO池的缺氧池中投加硫磺和專性MSAD菌種，利用硫磺作為電子供體，實現在活性污泥系統中馴化硫自養反硝化菌群。整套技術無需外加碳源，無需新建構筑物，無需新增設備，成功實現高濃度有機廢水深度脫氮除碳。
高鹽廢水由于來水多樣、成分復雜，含鹽量通常在3%左右，有機物含量較高，且較難降解，使用單一治理方法無法達到理想的處理效果。國內公司自主研發的“基于MVR+的高鹽有機廢水處理技術”能實現高鹽廢水的資源化、無害化全量處理。該技術以MVR技術為核心，耦合多種常規或新興水處理技術，能針對不同物料配置合適的工藝包組合，使MVR系統受納廢水含鹽量范圍高達30%、COD濃度可接受100000mg/L以上，免維護持續運行周期達到60天～90天，技術水平整體優于國內同類技術。國內公司開發的“UF+RO+NF+ED+MVR耦合新技術”能實現一二價鹽的純化與分離，該公司自主研發的REMEX半均相離子交換膜可媲美國外均相膜的應用參數，結合其獨特隔板形成的電滲析器，整體綜合成本相比均相膜堆普遍減少。
3)再生水領域
再生水作為一種可再利用的水資源，其工業分質梯次利用技術對于緩解水資源短缺、促進可持續發展具有重要的意義。國內公司開發的“A2/O+MBR+DF”雙膜新水技術，可高效去除工業廢水中有機污染物、氮、磷、細菌、病毒及重金屬等有害物質，出水穩定且水質優于地表水Ⅲ類標準，超凈化處理后的出水可直接作為再生水源使用，不用再通過水體自凈即可實現就地造水，同時，運行壓力比傳統工藝低，產水回收率提高，具有節能降耗的實效。此外，通過NF濃水處理系統和蒸發工藝，可以達到污水零排放的工藝目標，該技術可以根據不同行業和生產過程的需求進行廢水的分質處理和利用，實現水資源的最大化利用，具有廣闊的應用前景和推廣價值。
4)流域水環境治理領域
重點流域水環境綜合治理工作全面推進，但部分城鎮、鄉村仍存在雨污分流不到位、污水直排等現象，導致周邊河道受到嚴重污染，繼而影響下游國省考斷面水質不達標，降低人民生活質量及幸福感。國內企業研發的重污染河道水質快速凈化裝備，集成MBBR生物流化床、溶氣氣浮系統、污泥回流系統等，形成專門針對重污染河道的水質快速凈化系統，適用于重污染河道水環境整治，處理效率高、耐沖擊性能強、占地面積較小、噸水治理成本低，可解決污水排口直排入河、雨污混流經雨水+排口入河、水體流動差極易納污的斷頭河、因污水廠處理能力不足或污水泵站調蓄能力不足導致的污水溢流入河、超過水環境容量形成的黑臭水體等問題。
河流、湖庫污染治理存在缺乏綜合管控手段、傳統監測與綜合治理脫節、缺乏協同機制及關鍵技術等問題，國內院企合作研發的水污染修復智慧管控關鍵裝備及技術工藝，引入AI路徑，突破傳統技術與裝備的瓶頸，構建“智慧環保-專用裝備-創新工藝-長效治污”技術體系，適用于河流(低流速)、湖泊、湖庫、港渠、塘等水體的水質提升。針對IV類及劣于IV類水體的水質，主要提升指標包括COD、溶解氧、SS、總磷、總氮、氨氮等，同時具備水體水質可移動在線監測功能，能實現智慧環保(水環境)平臺的建設及管控，并達到自然水體智慧修復及管控的目標。
水體富營養化導致的水華、異味、黑臭是水環境面臨的重要問題，國內企業研發的富營養化水體斑塊化定植強化修復技術適用于城市富營養化湖泊的水體治理，特別適用于退漁還湖的廢棄魚塘的重新利用和水體異位治理和養殖尾水治理技術選擇，可實現水質、水生態和水景觀性大幅提升。通過構建底質和水體斑塊化的生物格局和完整生物食物鏈布局，增強生物多樣性和富氧水平，強化水生態系統穩定性和提升凈化能力，利用生物吸收、降解，生物氧化、光氧化等系統結合的方式，消減污染物，在來水為劣Ⅴ類情況下，可使修復水體達到Ⅱ類～Ⅲ類的地表水標準，且水生態系統穩定、景觀性增強。
5)村鎮水環境治理領域
村鎮生活污水治理取得了一定成效，但我國農村生活污水治理基礎薄弱，區域差異較大，處理設施建設滯后，整體治理率偏低，面臨的污染治理任務還很重。國內企業研發的分散式生活污水生物接觸氧化法處理設備，核心是利用生態學中的種群優勢理論，在傳統A/O工藝基礎上，對A段和O段分別進行多級化細分，并在缺氧區和好氧區分別投加缺氧填料和好氧填料，形成多級的缺氧區(A1、A2等)和好氧區(O1、O2等)。多級缺氧區采用固定床形式，多級好氧區采用固定床或流化床形式。該工藝使各區的優勢菌種更加突出，并通過填料上的生物膜豐富系統內菌種，提升系統的抗水質、水量沖擊能力，好氧區出水流入軟性固定填料過濾區，通過濾料截留水中的污泥及雜質，降低SS，同時通過濾料上的微生物進一步去除水中的污染物，過濾后的出水經消毒去除大部分有害菌類達標后排放。該技術適用于農村或人口密度較小區域的生活污水治理項目，如村落、客棧、農家樂、別墅區、風景區、學校等場景的生活污水處理，特別是排放不規律，具有波動性的場合。其中地埋式安裝方式，還適合有節約土地、無噪音污染、環境美觀等要求的場合。
6)工業污泥無害化處理領域
工業污泥的無害化處理是環境保護的重要環節，國內公司研發的“連續式自動化高效污泥碳化系統”，主要由污泥接收系統(污泥存儲倉及輸送器等)、污泥碳化系統(碳化爐和熱風爐)、粉塵收集系統、熱回收與交換系統、尾氣處理(風機、旋風除塵和排氣煙囪)以及碳化產品冷卻和包裝系統等組成。針對工業污水處理廠80%含水率的污泥，采取污泥炭化系統經過干化和中溫碳化后，形成性質穩定的顆粒，炭化后產品減量率和重金屬固化率顯著提高，炭化過程中煙氣排放符合國家標準，污泥炭化處理運行成本降低。
2024年發展展望
2024年1月9日，生態環境部召開重點流域水生態環境保護規劃工作推進會，會議指出，黨的十八大以來，各地各部門深入貫徹習近平生態文明思想，推動水生態環境保護發生重大轉折性變化，人民群眾身邊的清水綠岸明顯增多，獲得感、幸福感顯著增強。但也要清醒認識到，水生態環境保護結構性、根源性、趨勢性壓力尚未根本緩解，局部地區還存在不少短板弱項。
一直以來，水污染治理領域的發展存在不均衡的問題，行業側重末端治理、處理達標和工程建設，普遍存在“廠長網短”“水長泥短”“城市長農村短”“市政長工業短”等問題，在均衡規劃、運營管理、高質量發展上有所欠缺。隨著“上半場”末端處理設施建設的飽和，水污染治理領域將進入全方位均衡發展的階段。
“精準治污、科學治污、依法治污”的工作方針，對水污染治理的科技創新能力提出了新的挑戰。2023年12月舉行的中央經濟工作會議提出，“深入推進生態文明建設和綠色低碳發展”，要重點支持核心技術攻關、新型基礎設施、節能減排降碳，培育發展新動能，不斷推動經濟動能持續增強。2024年，將針對流域特點和水污染問題類型加強適用性技術研發；鼓勵有條件的地區先行先試，開展規模化種植業和養殖業污染防治、水生植被恢復、區域再生水循環利用等試點；發揮國家生態環境科技成果轉化綜合服務平臺作用，推廣水體污染控制與治理科技重大專項等科研項目成果。實施長江、黃河等重點流域水資源與水環境綜合治理等重點專項，突破水生態智能監測、水生態完整性標準化評價、污水處理廠微生物人工智能監控、農業面源污染監測與責任厘清、城市初期雨水污染控制、污水資源化與風險防控、高濃度有機廢水深度處理、高鹽廢水零排放與資源化、再生水工業分質梯次利用、污泥無害化處理處置等關鍵核心技術與難點，并進行工程示范。
習近平總書記提出要“永遠把人民對美好生活的向往作為奮斗目標”，這正是水污染治理產業發展的最終目的。實現“十四五”規劃目標任務、“雙碳”戰略目標、美麗中國建設、產業升級、綠色轉型等時代主題對應著不斷增長和變化的水污染治理產業新目標、新要求、新任務、新市場。一是環保督察與環境監管越來越嚴格；二是環境質量和污染防治標準越來越高；三是國家管控的新污染物種類越來越多；四是老舊環境設施綠色低碳轉型升級需求釋放；五是圍繞美麗中國建設、海洋環境保護、美麗海島、美麗海灣、長江大保護、黃河大保護、美麗河湖、鄉村振興、新農村建設等新目標的需求不斷加大；六是新技術、新裝備、新材料的創新和供給持續加大；七是環保、綠色、科技、金融、咨詢、評價、培訓、認證、智慧、數字、監測、檢測、衛星、遙感等環境服務業、友好業、新業態、新模式不斷涌現；八是產業生態化、生態產業化不斷推進；九是生活方式和生產方式綠色低碳轉型，水污染治理產業打開新的發展空間。
總體而言，2024年是實現“十四五”規劃目標任務的關鍵一年，也是水污染治理行業綠色轉型和高質量發展的重要一年。在面對困難和挑戰時，我們要看到市場剛需釋放和利好政策加持的趨勢，堅定信心，把握機會，攜手突破，持續助力深入打好污染防治攻堅戰和經濟社會發展綠色轉型。
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