环保行业研究之 污水处理行业分析报告

　　污水可分为生产污水和生活污水，生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，其中大部分是工业污水。2015 年我国污水排放总量为 735.3 亿吨，其中工业废水排放量 199.5 亿吨，占总排放量的 27.13%；城镇生活污水排放量 535.2 亿吨，占总排放量的 72.79%。城镇生活污水占总排放量的比例逐年升高。

　　我国污水处理行业城乡差距大，仍处于成长期。2015 年我国城市污水处理率为 91.9%，县城污水处理率为 85%，但农村污水处理率仅为 11% （2016 年为 22%，增长较快）。

　　2015年城市污水处理率达 91.9%。2015 年污水处理量 429 亿立方米，城市污水处理率达 91.9%，我国城镇污水处理厂座数达到 5381 座，是 2006 年时的 3.3 倍，十年复合增长率为 12.78%；2015 年全国污水日处理能力达到 1.54 亿立方米/天，同比增长 7.11%，十年复合增长率为 8.6%。

　　78%的污水处理厂产能不足 5 万立方米/天。在已统计的 4435 座污水处理厂中，小型污水处理厂仍占绝大多数，设计产能不足 5 万立方米/天的处理厂占 77.81%；设计产能高于 20 万立方米/天的中型处理厂数量为 126 座， 仅占 2.85%，其中北京，天津，上海，广州，深圳共有 67 座，占比 53%。大城市的污水处理厂规模总体较大，小城市与乡镇污水处理厂产能较低。

　　出水水质达标率低。污水处理厂所采用的主体处理工艺直接影响其出水水质。参照我国最近的污水处理排放标准，截至 2015 年底，我国城镇污水处理厂的出水水质为一级 A标准的仅占 16%；出水水质为一级 B标准的占比 69%；仅达到二级标准的仍有 15%。而一级 B 标准仅相当于地表水Ⅴ劣Ⅴ类水质，处理厂出水成为新的―污染源。

　　2015 年 4 月 16 日，国务院出台《水污染防治行动计划》 ，提出到 2020 年全国所有重点镇具备污水收集处理能力。2016 年 12 月 31 日，住建部与发改委联合发布《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，要求“十三五”期间全国建制镇新增污水处理设施规模 1095 万立方米/日；建制镇污水处理率达到 70%，相比“十二五”规划有大幅提升。 我国乡镇污水治理指标逐渐明晰，治理力度不断加大。

　　“十三五”规划同样强调了农村污水治理，要求到2020年环境综合整治建制村数量从7.8万个上升到20.8万个，复合增长率22%。到2020年，新增完成环境综合整治的建制村13万个，占目前建制村总数的22.2%，即农村污水处理率将从2014年的10%提升至2020年的33.6%，对应十三五期间23%的复合增长。

　　根据“水十条”的要求：到 2020 年我国地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在 10%以内；到 2030年城市建成区黑臭水体总体得到消除。根据 E20 的估算，我国地级市及其建成区以 1000 计，每个区平均20 条中小河道，每条河道平均 2000 万投入计，到 2020 年全国黑臭水体治理市场规模约为 4000 亿。黑臭水体治理市场空间广阔。而在海绵城市建设方面，中央财政将给予大力支持，并给出了具体的方案。给予海绵城市试点为期三年的补助，按照直辖市每年 6 亿、省会城市每年 5 亿，其他城市每年 4 亿的标准进行补助。同时鼓励采用 PPP 模式进行推广。

　　结合“水十条”、《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》以及各省市镇污水治理规划，预计“十三五”期间，我国乡镇污水治理市场空间将达到 2000 亿元，到2020年农村污水处理市场将达到205亿元，年复合增速20%。

　　目前主要以政府PPP为主导的水污染治理项目。目前为止，PPP 模式的大力推广也为生态环境治理项目快速释放提供有力支持，涉及领域广泛、具有资金、技术、管理等综合优势的龙头企业在 PPP 项目上获得了先发优势，从上市公司 PPP 中标情况看，在手订单金额都几倍于 2016 年的营业收入。2016 年下半年 PPP 项目加速落地，截至2017年6月末，全国入库项目合计 13554 个、投资额 16.4 万亿元；比2016年末净增2294 个、28643亿元；同比净增 4269个、57651亿元。由于 PPP 项目的建设周期通常为 2-3 年，因此2017 年到 2018 年上市公司业绩有望加速兑现。

　　目前，国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。二级处理则是采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性，溶解性有机物以及氮、磷等营养盐，代表性的工艺主要有MBR膜技术，传统活性污泥、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR及CCAS工艺等。

　　目前活性污泥技术是主流，市场占比高于80%，包括传统活性污泥技术以及氧化沟法、SBR 法、A2/O 法等衍生技术。该技术利用活性污泥中微生物的新陈代谢作用，将有机污染物转变成无害产物，从而达到净水目的。在具有生物技术有效性和彻底性优点的同时，活性污泥法也存在出水标准不高、能耗高、占地面积大等突出问题。代表企业有万邦达、创业环保。

　　新型MBR污水处理技术即利用具有选择透过性的薄膜，在外力作用下推动水体通过，实现对污水中微小污染物及有机污染物的分离净化，具有适应性强、运行稳定等特点，在兼具活性污泥技术优势的同时，极大地弥补了活性污泥工艺的不足。但由于膜的采用，投资成本较高；同时运营过程中膜的清洗、更换也会增加运行费用。整体来看，MBR设备成本比传统污水处理设备要高10%~20%。代表企业有碧水源、首创股份。

　　市政污水来源主要是生活污水。2015 年全国污水排放量达到 735.3 亿吨，十年间污水排放量持续增长，复合增速为 3.44%。其中生活污水排放总量达到 535.2 亿 吨，占污水排放总量的 72.79%，远远超过工业污水排放量。

　　我国自 2000 年以来始终把城市污水治理摆在首要位置。截至 2015 年年底，我国城市和县城污水处理率分别达到 91.9%、85.2%，城市污水处理市场已接近饱和，县城污水处理市场有一定提升空间但十分有限。乡镇受制于经济发展水平与财政资金实力，污水处理设施建设相对落后，污水处理率远低于城市和县城，提升空间较大。至2016年，农村污水治理率仅为22%，大量农村生活污水直接排放至当地河流或者地下河当中，给当地环境以及地下水质量造成了严重的损害。

　　“十三五”规划要求，农村污水处理率要从2014年的10%提升至2020年的33.6%。目前来看，农村污水处理存在设施分散，管理难度大，专业化程度低，村镇无力运营等难题，结合当前PPP浪潮涌入环保行业的大趋势，我们认为未来农村污水处理将以“区域”的PPP模式为主要模式，同时对于已建成的项目将主要采用“第三方运营”的模式。运营过程中，对分布相对密集、规模较大、经济基础较好的农村适宜采用集中式处理，对人口密度较低的地区宜采用分散式处理方式。PPP模式的引入有望促使更多污水治理企业进入到农村污水处理这一分散化市场中。

　　近年来，随着国家对环境保护的重视，环保执法力度的加强以及污水处理技术的不断成熟，我国工业废水排放量逐年减少。2015年，工业废水排放量为201.5亿吨，同比下降2%，且排放量已连续五年出现下降，年均下降幅度为2%。

　　尽管工业废水排放量有所减少，但基数仍然十分庞大。工业废水流入河流、湖泊会污染地表水及周边生态环境，渗入地下会污染地下水；若人们在生活中使用了被污染的地表水或地下水，将会危及身体健康。工业废水深入土壤会造成土壤污染，工业废水中的有害物质还会在动植物体内残留，最终通过食物链进入，对人们健康造成危害。因此合理处置工业废水非常重要。

　　据环保部发布的《2014 年环境统计年报》，2014 年，在调查统计的41 个工业行业中，废水排放量位于前四位的行业依次为造纸和纸制品业、化学原料及化学制品制造业、纺织业、煤炭开采和洗选业，4 个行业的废水排放量为88.0 亿吨，占重点调查工业企业废水排放总量的47.1%。

　　排污企业在工业废水排入废水处理厂必须先行预处理，当处理后的污水达到一定标准后再排入污水处理厂。对于一般工业企业而言，自身处理污水不仅成本高昂，而且耗时耗力收益极低，而将工业污水交给专业污水企业进行处理，不仅成本低廉，而且保证了工业污水能够处理达标，排污企业与专业的污水处理企业实现双赢。随着我国对违法排放工业废水的企业惩罚力度加大，工业废水入管标准的不断完善，专业的第三方工业废水处理企业必将受益。

　　目前我国污泥产量高达 7000 万吨，实际有效处理率低。市政污泥方面，大约 1 万吨污水产生 5-8 吨污泥，而当前我国城市生活污水排放量约为 500 亿吨/年，则年产污泥约 3500 万吨（含水率 80%）； 工业污泥方面，1 万吨废水产生 10-30 吨污泥，当前废水排放量约 220 亿吨/年，则年产污泥约 3520 万吨（含水率 80%）。市政污泥的产量与工业污泥的产量基本相当。污泥危害大，实际有效处理率却不到 25%，故必须发展污泥处理行业，减少二次污染，完善水处理产业链。

　　近年来焚烧、建材、土地利用这几种综合利用方法的处置量均呈上升趋势，其中焚烧的处理量和比例目前上升最快，预计会成为主流处理方法。目前行业内各公司的处理规模较小，分散程度高，处理规模基本属于 1000 吨/日以下；技术方面应用最多的还是焚烧，其次是厌氧消化和好氧发酵（堆肥）。

　　干化协同焚烧技术路线，是利用水泥窑的余热，对污泥进行干化，然后将干化后的污泥作为生料加入到水泥的生产过程中，最终制得产品，完成处置。优点是处理速度最快，减量最彻底，能使有机物全部碳化，杀死病原体，此外还能发电、供热。缺点主要是处理设施投资大，处理费用高。

　　厌氧消化的原理，是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中的有机物质。根据厌氧消化过程中甲烷菌的适宜温度范围，污泥厌氧消化可以分为中温(35~40℃)和高温消化过程(50~60℃)。高温消化速度快、负荷高、容积小，国外较多使用，而我国受经济水平所限更多使用中温消化。

　　好氧堆肥是在有氧情况下，通过微生物的发酵作用，将污泥转变为肥料的过程，其中的有机物料代谢为二氧化碳、水和热。好氧堆肥的优点包括：发酵效率高，稳定化时间相对短；臭味少，能实现灭菌；含水率可降到 40%；污泥成品主要用于修复盐碱地、城市绿化、垃圾场覆盖以及建筑等方面用土；衍生出蚯蚓生物堆肥等来强化堆肥效果。堆肥的难点主要包括：能量净支出，通风能耗费用占比 80%；需对好氧堆肥运行的不同阶段的合理通风量加强研究；缺少 C/N等控制因素的理论研究，致使存在调理添加剂使用过多的情况。

　　由于我国污泥处理处置起步较晚，自主研发的污泥处理处置技术还在不断完善，污泥处理需要无害化、稳定化、减量化、卫生化及资源化处理处置，未来厌氧消化和好氧发酵将成为发展方向。