2019年中日韩污水产业合作概览.pdf

1 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 2019 年中日韩污水产业合作概览 分析师：唐鸿博 2019 年 11 月 报告标签：工业废水、生活污水、日韩技术、中日韩合作 概览摘要： 污水处理是为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求， 对其进行净化的 行为。在中国当前着力建设生态文明、群众环保意识增强背景下，中国逐步加强污水处理建 设。日本、韩国污水处理行业起步早、技术先进、产业化成熟，在污水处理行业拥有独到的 技术与体系建设。因此，中国逐步加快从日韩引进污水合作技术的步伐，进行污水处理产业 合作，增强中国污水处理技术与能力的同时，推动日韩企业污水处理市场容量扩大，实现双 赢。 中国污水处理行业市场增速迅速 在政策指导下， 中国污水处理市场规模由 2014 年的 1,572.2 亿元增长至 2018 年的 2,725.9 亿元， 复合增 长率约为 14.7%。随着中国政府逐步重视农村生活污水处理，加快污水处理厂提标改造建设，中国污水处 理行业将引来新的机遇期，未来五年，中国污水处理行业市场规模将持续增长。 韩国 TJC-3E 污水处理技术污水处理效率高，应用广泛 TJC-3E 污水处理技术利用气液混合物的空穴现象，使液体短时间内以高效率接触臭氧，消除水中有机物， 且臭氧与污水接触时间仅为 90s 左右， 可有效抑制臭氧副产物 （如溴酸盐等） 的产生并减少臭氧气体扩散。 该技术的物化装置摆设面积小，能耗小，可广泛应用于中水设施、畜牧废水高度处理设施、矿山废水净化 设施、湖水净化设施等污水处理场景。 共同建立合资企业模式利于双方共赢 当前中日韩污水处理产业合作商业模式存在由浅层合作到深度合作的三种模式，分别是外商独资建立企业 模式、产品代理模式和共同建立合资企业模式。其中，共同建立合资企业模式充分体现出日韩企业对中国 市场及中国企业的信心，对于增强日韩企业在中国市场适应能力及知名度、提升中国企业研发技术能力、 增加中国污水处理能力具有重要作用。 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任 何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业 活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 2 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 目录 1 方法论 . 6 1.1 方法论 . 6 1.2 名词解释 . 7 2 中国污水处理行业市场综述 . 9 2.1 污水处理行业定义与分类 . 9 2.2 污水处理流程. 10 2.3 污水处理相关技术 . 12 2.4 中国污水处理市场规模 . 14 2.5 中国污水处理行业产业链分析 . 15 2.5.1 上游分析 . 16 2.5.2 中游分析 . 18 2.5.3 下游分析 . 19 3 日本污水处理市场 . 20 3.1 日本污水处理概况 . 20 3.1.1 日本污水处理行业发展过程 . 20 3.1.2 日本污水处理行业特点 . 21 3.2 日本污水处理技术及设备详解 . 21 3.3 日本污水处理企业介绍 . 24 3 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 3.3.1 栗田工业 . 24 3.3.2 株式会社依迪亚 . 26 3.3.3 株式会社野村微科学 . 27 4 韩国污水处理市场 . 28 4.1 韩国污水处理概况 . 28 4.1.1 韩国污水处理发展过程 . 28 4.1.2 韩国污水处理现状 . 29 4.2 韩国污水处理技术详解 . 30 4.3 韩国污水处理企业介绍 . 33 4.3.1 KORBI 株式会社 . 33 4.3.2 大韩环境工程公司 . 33 5 中日韩污水处理产业合作现状及趋势 . 34 5.1 中日韩污水处理产业合作商业模式分析 . 34 5.2 日韩技术在中国污水处理领域应用障碍分析 . 36 5.3 中日韩污水处理产业合作问题改进方案 . 38 5.4 中日韩污水处理产业发展趋势 . 40 4 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 图表目录 图 2-1 中国工业废水及生活污水处理流程 . 9 图 2-2 生活污水及工业废水各项对比 . 9 图 2-3 污水处理各级处理效果及特点 . 10 图 2-4 中国污水处理流程及涉及设备 . 11 图 2-5 中国污水处理流程及涉及设备 . 11 图 2-6 中国污水处理三级处理涉及技术一览 . 12 图 2-7 中国污水处理行业市场规模，2014-2023 年预测 . 15 图 2-8 中国污水处理行业产业链 . 15 图 2-9 中国人均日均用水量，2013-2017 年 . 18 图 2-10 中国污水处理行业经营模式项目一栏 . 18 图 2-11 中国水质分类 . 19 图 3-1 日本生活环境水排放标准 . 20 图 3-2 AO 反应槽图示 . 22 图 3-3 AAO 反应槽图示 . 23 图 3-4 SMAO 反应槽图示 . 24 图 3-5 野村微科学高效反渗透系统 . 27 图 3-6 野村微科学各地办事处 . 28 图 4-1 韩国污水排放标准 . 29 图 4-2 韩国农村各项水处理技术使用情况一览 . 29 图 4-3 A-RCS 技术应用设备展示 . 30 图 4-4 韩国 TJC-3E 污水处理技术原理 . 31 5 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 图 5-1 中日合作开展项目一览 . 40 图 5-2 技术-产业-资本闭环图示 . 41 图 5-3 技术-产业-资本闭环图示 . 42 6 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 1 方法论 1.1 方法论 头豹研究院布局中国市场， 深入研究 10 大行业， 54 个垂直行业的市场变化， 已经积累 了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境，从城镇污水、工业废水、水处理、环保等领域着 手，研究内容覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张， 到企业走向上市及上市后的成熟期， 研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变 的产业模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法， 采用自主研发的算法， 结合行业交叉的大数据， 以多元化的调研方法， 挖掘定量数据背后的逻辑， 分析定性内容背后的观点， 客观 和真实地阐述行业的现状， 前瞻性地预测行业未来的发展趋势， 在研究院的每一份 研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院密切关注行业发展最新动向，报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、 竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入，保持不断更新与优化。 研究院秉承匠心研究， 砥砺前行的宗旨， 从战略的角度分析行业， 从执行的层面阅 读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 头豹研究院本次研究于 2019 年 11 月完成。 7 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 1.2 名词解释 中水： 再生水、 回用水， 城市内一个小区或确定的大型建筑物系统内的污水经处理后达 到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。中水主要用于绿化或清洁， 目前中水产业规模较小。 活性污泥法：一种污水的好氧生物处理法，由英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage） 约于 1913 年在曼彻斯特的劳伦斯污水试验站发明并应用。 格栅：一种用于连续自动拦截并清除水体中各种杂物的水处理设备。 BOD：Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量或生化耗氧量，表示水中有机物 等需氧污染物质含量的一个综合指示。 COD：Chemical Oxygen Demand，化学需氧量或化学耗氧量，表示水质污染度的重 要指标，其值越小，水质污染程度越轻。 EPC：Engineering Procurement Construction，指公司受业主委托，按照合同约定 对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包业务。 BOT： BuildOperateTransfer， 指主体公司通过与项目业主或政府部门签定契约， 获得项目一定期限的特许专营权， 主体公司负责建设和经营项目， 特许经营期届满， 项 目将无偿移交给业主。 TOT： Transfer-Operate-Transfer， 指政府部门或国有企业将建设好的项目的一定期限 的产权或经营权， 有偿转让给投资人， 由其进行运营管理； 投资人在约定的期限内通过 经营收回全部投资并得到合理的回报， 待合约期满后， 投资人再将该项目交还政府部门 或原企业的一种融资方式。 PPP：Public-Private Partnership，政府和社会资本合作，是公共基础设施中的一种 项目运作模式。私营企业、民营资本与政府进行合作，参与公共基础设施的建设。 8 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 NH 3 -N：氨氮含量指标。 TP： Total Phosphorous， 废水中以无机态和有机态存在的磷的总和， 是衡量水污染程 度的指标之一，其值越大，水质污染程度越高。 TDS：Total Dissolved Solids，水中溶解组分的总量，代表了水中溶解物杂质含量， 其值越大，说明水中的杂质含量大，水质污染越严重。 SS：Suspended Solids，悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物 及泥砂、黏土、微生物等。 流离： 在流动过程中， 因流体在流速上存在差别， 流体中的悬浮物会向流速慢的地方聚 集，最终实现固液分离。 行政村：依据村民委员会组织法设立的村民委员会进行村民自治的管理范围，是中 国基层群众性自治单位。 9 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 2 中国污水处理行业市场综述 2.1 污水处理行业定义与分类 污水处理是为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求，对其进行净化的行为。 污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等领 域。 根据污水来源， 可将污水处理分为工业废水处理和生活污水处理两类， 其中生活污水经 由小区污水处理站简易筛分后由下水道系统排往城市污水处理系统进行统一处理。 工业废水 及生活污水须通过城市污水处理综合设施进行深度处理后才可达到排放或回用标准。 污水经 处理后， 达到一级水质标准后可直接排到自然界， 达到二级水质标准后可被用于市政工程中 的道路降温或浇灌草木，达到水循环利用的效果（见图 2-1）。 图 2-1 中国工业废水及生活污水处理流程 来源：头豹研究院编辑整理 生活污水与工业废水在来源、包含杂质、处理方式、处理价格上存在较大差别，但直接 分开处理需建设大量管道，耗费大量资金，因此，中国政府要求工业废水先经处理，达到二 级标准后排入生活污水管道，再与生活污水统一处理（见图 2-2）。 图 2-2 生活污水及工业废水各项对比 10 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 来源：头豹研究院编辑整理 2.2 污水处理流程 污水处理按照处理流程划分，可分为一级、二级和三级处理（见图 2-3）。 图 2-3 污水处理各级处理效果及特点 来源：头豹研究院编辑整理 （1）一级处理 污水由管道进入污水处理厂后， 首先进行污水一级处理， 主要去除污水中呈悬浮状态的 固体污染物质。经过一级处理的污水，BOD 可去除 30%左右，但仍达不到排放标准。处理 前， 混合污水通常包含大颗粒杂质、 有机物、 病原微生物及部分重金属离子等。 一级处理时， 首先使污水通过污水提升泵， 提升后流经格栅或者砂滤器， 对水中的杂质进行粉碎及过滤处 理，去除大颗粒杂质。当污水在砂滤器中经过砂水分离后，将其排入初次沉淀池，进行二级 11 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 处理（见图 2-4）。 图 2-4 中国污水处理流程及涉及设备 来源：头豹研究院编辑整理 （2）二级处理 污水二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质 （BOD， COD 物质） ， 有机污染物去除率可达 90%以上，使有机污染物达到排放标准。二级处理时，先将初次沉 淀池中的水排入生物处理设备（氧化池或生物滤池），在生物处理设备中，可通过活性污泥 法或生物膜法，用曝气、废水分离的方式（活性污泥法）或生物膜吸附的方式（生物膜法） 减少污水中的有有机污染物。 处理完毕后， 将污水由生物处理设备的出水口排入二次沉淀池， 并根据水质情况直接消毒并排放或继续进行三级处理（见图 2-5）。 图 2-5 中国污水处理流程及涉及设备 来源：头豹研究院编辑整理 12 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 （3）三级处理 污水三级处理主要处理难降解的有机物、 氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机 物等。三级处理方法包括生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗 析法等，可消除污水中几乎全部的颗粒物杂质及有害化合物等污染物（见图 2-6）。 图 2-6 中国污水处理三级处理涉及技术一览 来源：头豹研究院编辑整理 2.3 污水处理相关技术 （1）吸附再生技术 吸附再生技术是一种新的污水处理方法， 应用于污水处理的二次处理步骤。 吸附再生技 术充分利用活性污泥的初期去除能力，可在较短的时间里（10-40 分钟），通过活性污泥吸 附去除废水中悬浮的和胶态的有机物，再通过液固分离，使废水即获得净化，BOD 可去除 85%-90%左右。 在普通的吸附工艺中， 当吸附剂吸附饱和后会失去继续吸附的能力， 且吸附剂在吸附有 害物质后， 吸附剂自身成为一种有毒有害的废物， 需要对吸附剂进行再生或者更换。 由于更 换成本较高且易带来二次污染，故对吸附剂进行再生处置处理较为常见。 吸附再生技术可在不破坏吸附剂原有结构的前提下， 用物理或化学方法， 使吸附于吸附 剂表面的吸附质脱离或分解。吸附质的再生功能可实现吸附剂的循环使用，降低处理成本， 13 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 减少废渣的生成。 吸附饱和的活性污泥中， 部分污泥会被引入再生池进一步氧化分解， 恢复活性， 其他污 泥会直接排入污泥处理系统循环利用， 该污水处理方法适应负荷冲击的能力强， 可省去初次 沉淀步骤， 节省基建投资。 吸附再生技术适于处理含悬浮和胶体物质较多的废水， 如制革废 水、焦化废水等，工艺灵活。但由于该方法吸附时间较短，该技术处理效率不及传统法。 （2）氧化沟氧化技术 氧化沟氧化技术是延时曝气技术的一种特殊形式。 氧化沟系统的基本构成包括氧化沟池 体、曝气设备、进出水装置、导流和混合装置及附属构筑物。氧化沟氧化技术采用的主要设 备为氧化沟，其平面类似跑道，沟槽中设置两个曝气转刷。曝气设备工作时，转刷可推动沟 液迅速流动， 实现供氧和搅拌作用。 与普通曝气技术相比， 氧化沟氧化技术具有建设投资少， 维护管理容易，处理效果稳定，出水水质好，污泥产量少，脱氮、脱磷效果好，适应负荷冲 击能力强等优点。 （3）蚯蚓生态滤池 蚯蚓的消化道能分泌纤维素酶、 蛋白酶和脂肪酶等多种酶类， 吞噬能力强， 且对大多数 有机物具有较强分解作用， 蚯蚓对有机物的分解能力可应用于污水处理领域。 同济大学开展 了蚯蚓生态滤池污水处理技术研发，制造出一种适合蚯蚓及多种微生物生存的生态滤床环 境， 通过蚯蚓与其他微生物协调作用， 该滤床可处理和转化污水中的各形态污染物。 蚯蚓生 态滤池对 COD、BOD 的去除率都在 80%以上，对 NH 3 -N 的去除率在 55%以上，TP 去除 率在 45%以上。 蚯蚓生态滤池具有工艺过程与设备简单、 易操作、 易维护、 易管理等优点， 适于农村生活污水处理，但蚯蚓有冬眠与夏眠的习性，该技术污水处理能力并不稳定。 （4）速分生物处理技术 速分生物处理技术是由北京科净源科技股份有限公司开发应用的污水处理技术。 部分传 14 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 统污水处理技术存在气味难闻、 剩余污泥产量大和运行成本高等问题， 相比之下， 速分生物 处理技术具备处理效果好， 使用寿命长， 无污泥， 无异味， 维护方便与建设可模块化等优点， 已成功应用于多处重点工程和不同规模的污水处理站， 如龙降坪污水处理厂、 奥林匹森林公 园污水处理站、北京市顺义区赵全营镇再生水厂等。 速分生物处理技术是将“流离”原理应用到生物膜技术中，形成的新型污水处理技术， 主要设备是速分生化池。 速分生化池内的填料为速分生化球且内设有曝气系统， 污水处理系 统运行时， 污水中的悬浮颗粒经速分生化池的三相运动， 由流速快的液体流向流速慢的固液 界面富集，达到固液分离，净化污水的目的。 2.4 中国污水处理市场规模 中国近五年密集出台 水污染防治行动计划 、 重点流域水污染防治规划(20162020 年)、 “十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划、 农业农村污染治理攻 坚战行动计划 等污水处理相关政策法规， 增加污水处理工程建设与设施投资， 提升污水处 理能力。在政策指导下，中国污水处理市场规模由 2014 年的 1,572.2 亿元增长至 2018 年 的 2,725.9 亿元， 复合增长率约为 14.7%。 未来五年， 中国污水处理行业市场规模将持续增 长，预计 2023 年中国污水处理市场规模将在达到 5,819.5 亿元,年复合增长率达到 16.4% （见图 2-7）。行业增速上升，主要受以下两点因素影响： （1） 2018 年以来， 中国政府密集出台农村污水治理专项政策， 农村污水处理问题受到 重要关注，而 2016 年中国农村污水处理覆盖比例仅为 20%，农村污水处理展现出广阔的 市场机遇； （2）国务院 2016 年印发“十三五”节能减排综合工作方案，要求加快污水处理 提标改造，受此影响，各地方政府在近两年相继出台政策指导本地污水处理设施提标改造。 污水处理设施种类多，数量广，投资额大，各地的污水处理提标改造工作仍在进行，将持续 15 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 提供市场机会。 图 2-7 中国污水处理行业市场规模，2014-2023 年预测 来源：头豹研究院编辑整理 2.5 中国污水处理行业产业链分析 中国污水处理产业链上游主要包括废水处理器械生产企业、废水处理用料及药品生产 企业、 排放废水的企业及个人； 产业链中游由污水处理项目运营企业组成； 产业链下游主要 包含水务处理公司及中水回用的企业、市政机构（见图 2-8）。 图 2-8 中国污水处理行业产业链 来源：头豹研究院编辑整理 16 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 2.5.1 上游分析 中国污水处理产业链上游主体为污水处理项目设备及化学品生产企业，同时包含拥有污水 处理需求的企业及个人。 （1）污水处理器械 污水处理行业所使用的污水处理器械包含过滤筛分机械及污水处理膜两种。 过滤筛分机械 中国污水处理行业使用的过滤筛分器械包括格栅、 水泵及砂滤器等， 中国过滤筛分器械 企业的技术能力落后于国际先进水平。 当前中国企业可生产过滤筛分器械所有通用设备及零 部件，但在技术工艺集成度、精度方面，设备材质方面仍落后于国际先进水平，因此，国产 设备在使用寿命、 实用性等方面与外资企业设备尚存差距。 此外， 由于污水处理设备具有非 标特性，导致企业无法进行规模化生产。 污水处理设备的成本可分为三类，分别为原材料费用、人工费用及其他费用（管理、日 常维护等） ， 其中原材料费用占比 30%-40%， 人工费用占比 20%-30%， 其他费用占比 30%- 50%。 污水处理膜 根据膜制造材质的不同， 污水处理膜可分为生物膜、 反渗透膜、 超滤微滤膜、 纳滤膜等， 其中纳滤膜和反渗透膜是目前污水处理的主要应用类型。 反渗透膜具有较高的制造工艺技术 壁垒，目前该领域的日东电工、日本东丽、韩国熊津、美国 GE 等企业产品种类丰富且质量 稳定，品牌知名度高，市场竞争能力强。 中国在反渗透膜市场与发达国家存在差距， 目前中国具有自主研发实力的企业仅有时代 沃顿、碧水源等，其中时代沃顿已进入高端反渗透膜市场。在政策鼓励下，中国反渗透膜市 场技术逐渐取得进步并实现了规模化生产， 进而带动了中国反渗透膜技术材料成本及运营成 17 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编码19RI0867 本的降低， 反渗透膜应用将持续扩大。 整体来看， 目前中国污水处理行业在上游相关的生产 厂家较多， 已经形成市场运作机制， 市场供应充足， 为下游的污水处理服务商的发展奠定了 良好的物质基础。 随着中国环保政策的趋严及群众环保意识的增强， 中国污水处理市场需求将进一步释放， 中国污水处理设备制造工艺升级将带动本土企业占有更大市场份额， 以期改变以外资企业为 主的污水处理设备市场格局。 （2）污水处理化学品 中国污水处理化学品行业发展成熟，技术先进，可满足中国市场需求。 污水处理所需要 的化学药剂包括絮凝剂、阻垢剂、分散剂、缓蚀剂、杀生剂、粘泥剥离剂、消泡剂等单体水 处理药剂。目前中国已有 100 多种水处理药剂产品，且已形成了自主研制和产业化体系， 清水源、 上海洗霸、 山东泰和等企业已逐步发展成中国污水处理化学品龙头企业， 技术和生 产能力均达到领先水平。 中国污水处理化学品企业生产的各种水处理药剂产量和质量不仅满 足中国污水处理需求， 还可实现部分产品出口， 故中国水处理药剂市场供应呈现相对稳定的 态势。 （3）污水处理需求 工业领域对污水处理需求较高， 制造业、 能源开采与冶炼等各行业均有工业废水处理需 求。 在中国工业门类中， 2015 年， 化学原料和化学制品制造业、 造纸和纸制品业、 纺织业、 煤炭开采和洗选业，分别占比为 12.9%、11.9%、9.2%和 7.4%，以上工业领域是中国工业 废水排放最多的行业， 相应处理工业废水处理需求亦高。 由于宏观经济形势变化与制造业及 矿产开采业景气度密切相关， 工业领域污水处理的市场需求受全球中国宏观经济和国民收入 水平的影响较大。 伴随城市化进程，中国生活污水处理行业需求也在进一步提高中。 近十年来， 中国城镇