我國水處理藥劑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及應用領域
【www.www.sasting.com南京純水設備】水處理是指基于需要處理的水的水質，采用不同的水處理供需和化學品，使水質滿足生產(chǎn)、生活和環(huán)境要求的全過程。按照應用領域，可以分為工業(yè)水處理與生活水處理。水處理方式主要有物理、化學和生物方法。
水處理化學方法是指使用化學藥劑來消除及防止結垢、腐蝕和菌藻滋生及進行水質凈化的處理技術。化學水處理技術是當前國內(nèi)外公認的工業(yè)節(jié)水最普遍使用的有效手段。
水處理藥劑廣泛應用于電力、鋼鐵、化工、石油、輕工、紡織、印染、建筑、冶金、機械和城鄉(xiāng)環(huán)保等行業(yè)。南京工業(yè)純水處理設備水處理劑是當前工業(yè)用水、污染治理與節(jié)水回用處理工程技術中應用最為廣泛的產(chǎn)品，包括緩蝕阻垢劑、殺生劑、絮凝劑、凈化劑、清洗劑、預膜劑等，主要用于去除水中懸浮固體和有毒物質，控制水垢、污泥的形成，減少對水接觸材料的腐蝕，除臭殺菌、脫色、軟化、穩(wěn)定水質及海水淡化等。
我國水處理劑分為單劑和復配產(chǎn)品，單劑為有明確的分子式、結構式、可以用明確化學物命名的水處理劑；復配產(chǎn)品沒有明確的分子式和化合物名稱，而以其用途、性能特點命名的產(chǎn)品，由多個相互間不產(chǎn)生化學反應的單劑產(chǎn)品組成，滿足不同水質、工藝要求。
單劑我們以阻垢劑為例介紹，阻垢劑是主要通過對水中金屬離子的螯合、對微晶的吸附分散和晶格畸變等作用，阻止水中致垢鹽類在設備表面沉積的化學物質。在水處理中應用較多的為有機、高分子類阻垢劑，該類阻垢劑包含：①有機膦酸類如乙二胺四亞甲基膦酸（簡稱EDTMP）、羥基亞乙基二膦酸（簡稱HEDP）等；②聚合物，如聚丙烯酸鹽、水解聚馬來酸酐等。
其中，HEDP 作為一種有機膦酸類阻垢緩蝕劑，能與鐵、銅、鋅等多種金屬離子形成穩(wěn)定的絡合物，能溶解金屬表面的氧化物，在250℃下仍能起到良好的緩蝕阻垢作用，在高pH 下仍很穩(wěn)定，不易水解，一般光熱條件下不易分解。HEDP 具有良好的化學穩(wěn)定性，藥劑用量小，并兼具緩蝕和阻垢效果的特點，藥劑自身基本無毒，無公害污染。
一、中國水處理藥劑行業(yè)發(fā)展階段及特點
中國水處理劑的發(fā)展是隨著現(xiàn)代水處理技術的引進而發(fā)展起來的，開發(fā)時間比發(fā)達國家晚約30 年，但發(fā)展速度很快，現(xiàn)已形成了自主研制、產(chǎn)業(yè)化的體系。中國水處理劑的發(fā)展歷程可分為三個階段：
1974-1989 年，即引進吸收和國產(chǎn)化階段，目標是建立中國水處理劑研究及制造體系;
1990-2000 年，是創(chuàng)新研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化階段，目標是建立起中國具有自主知識產(chǎn)權的水處理劑及技術體系。
2001年以后為產(chǎn)業(yè)化階段，至今，中國已有水處理產(chǎn)品100種以上。各種水處理劑從產(chǎn)量到質量已基本滿足國內(nèi)需求，且部分產(chǎn)品出口。從技術上講，有些產(chǎn)品的生產(chǎn)技術和性能已處于國際領先水平。
我國水處理藥劑行業(yè)發(fā)展特點如下：
技術水平和應用服務經(jīng)驗日益提高與豐富。已能滿足國內(nèi)各水處理市場的需求。水處理劑的技術包括水處理劑的制造技術和水處理劑應用技術，前者屬于化工技術，后者屬為水處理技術。水處理劑的制造技術，包括有機磷制造、聚合物制造和殺菌劑制造三大部分。有機磷以HEDP為代表，聚合物以聚丙烯酸共聚物和聚丙烯酰胺為代表。殺菌劑以異噻唑啉酮為代表都已完成了萬噸級生產(chǎn)技術的開發(fā)。從工藝、設備、質量控制、環(huán)保等方面都保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)。并在節(jié)能、節(jié)材等成本控制上取得突破。在水處理劑應用技術即水處理技術方面，通過30年的不斷探索實踐，已造就了一批經(jīng)驗豐富，有理論功底的技術專家隊伍。
我國水處理化學品在國際上的地位已經(jīng)舉足輕重。合肥純水設備據(jù)《中國水處理劑行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展》數(shù)據(jù)，2010年全球水處理劑銷售市場為104億美元，同比我國為20.2億美元，占世界總量的19.4%左右，某些主力產(chǎn)品如有機磷、聚丙烯酰胺，其產(chǎn)量已占據(jù)在世界首位，并且大量出口，具有良好的國際競爭力。
水處理劑類別品種齊全：水處理劑有十四大類，每一大類中都有7-8個產(chǎn)品，而每個產(chǎn)品又有7-8個牌號。所以我國現(xiàn)已可生產(chǎn)100來個產(chǎn)品，800來個牌號。以有機磷類為例，我國已可生產(chǎn)HEDP、EDTMP、ATMP、HPA、POCA、PAPEMA，同時還可生產(chǎn)晶體產(chǎn)品、高濃度產(chǎn)品。而每種產(chǎn)品中又根據(jù)需要改變共聚物單體組分、分子量、產(chǎn)品濃度，形成100來個牌號。國外有的水處理劑產(chǎn)品，國內(nèi)基本都已生產(chǎn)。
二、水處理藥劑應用領域
水處理藥劑的應用領域按照終端客戶水處理對象的不同和方式的不同，一般可以分為工業(yè)水處理、市政/飲用水處理、污水/廢水處理、海水淡化。
工業(yè)用水在整個國家工業(yè)體系中擔負著非常重要的角色。目前，我國工業(yè)用水量于2011年達到1461.8億立方米的高位，近幾年一直下滑，2017年下滑至1277億立方米，2018年出現(xiàn)小幅回升至1285億立方米。2018年工業(yè)用水占用水總量的21%，占城市水資源使用量的80%左右。
其中，工業(yè)用水中冷卻水用量居首位，一般在60%以上。工業(yè)節(jié)水是保護水資源的重要環(huán)節(jié)，節(jié)水首先要從工業(yè)用水入手冷卻水成為首要目標，節(jié)約冷卻水的主要方式就是采用循環(huán)冷卻方式，并提高濃縮倍數(shù)。
工業(yè)用冷卻水一般分為直流冷卻水和循環(huán)冷卻水。南京實驗室純水處理設備直流冷卻水把用于冷卻的水直接排放到江河湖泊，屬于一次性使用。循環(huán)冷卻水是把使用過的水通過冷卻塔降溫后再次用于冷卻，整個水系統(tǒng)是處于一個不斷循環(huán)的動態(tài)過程之中，屬于多次使用。
敞開式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的冷卻水在循環(huán)過程中會與空氣接觸，水量會發(fā)生變化，水中的各種礦物質和高子含量會不斷濃縮增加，需對系統(tǒng)定量補水，并排出定量的濃縮水。封閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用封閉式冷卻設備，水在管中流動，不直接暴露在空氣中，回水的熱量被其它換熱介質取走達到降溫的作用，循環(huán)水冷卻系統(tǒng)要解決管線和設備的結聚、腐蝕和微生物問題。
工業(yè)鍋爐用水也是工業(yè)用水的重要部分。工業(yè)鍋爐用水的水源一般為自來水和地下水,使用未經(jīng)處理的水容易對鍋爐造成結垢、腐蝕和汽水共騰等危害。結垢直接影響傳熱和汽水正常循環(huán)，形成垢下腐蝕，浪費燃料，縮短鍋爐壽命，嚴重時引發(fā)脹管、變形或爆管事故。工業(yè)循環(huán)水處理使用的藥劑主要有阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑、清洗劑預膜劑等。
市政/飲用水處理：為了確保公眾衛(wèi)生安全、減少或消除水源性疾病的出現(xiàn)，在生產(chǎn)合格生活用水的過程中必須添加合適的水處理化學品使出廠的水質達到國家標準。重點需要處理的環(huán)節(jié)有:藻類控制、絮凝過程、軟化過程、腐鐵控制、殺菌消毒等。市政飲用水處理沙及到的水處理藥劑一般有:殺菌滅藻劑、絮凝劑、緩蝕劑等。
污水/廢水處理：污水經(jīng)過深度處理后可以除去污水中的懸浮物、有機物、溶解鹽類。深度處理后的污水水質較好，可以直接投入工業(yè)生產(chǎn)使用中。污水處理中設計的水處理藥劑一般有絮凝劑、污泥脫水劑、消泡劑、螯合劑和脫色劑等。
海水淡化：海水淡化發(fā)展始于20世紀60年代，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，海水淡化的技術以及相對成熟。目前蒸餾法和膜法以成為主流技術。膜法主要采用膜的選擇透過性進行水鹽分離達到海水淡化的目的，主要包括反滲透法（RO）和電滲透法（ED）。對于膜法而言，海水淡化過程中，由于海水溫度、PH、離子濃度的變化，海水中的鈣鎂離子可能生成碳酸鹽、硫酸鹽等沉淀，因此需要加入阻垢緩蝕劑、清潔劑、絮凝劑、阻垢分散劑等藥劑，減少結構沉積對反滲透的影響。
三、市場空間有多少
隨著全球水資源短缺問題日益嚴重以及人們對環(huán)境的關注度逐步提升，全球對水處理藥劑需求持續(xù)增加。根據(jù)BBC Research的數(shù)據(jù)，2015年到2018年全球水處理藥劑市場規(guī)模為268.5億美元、284.9億美元和324.5億美元，增長率分別為6.1%、13.9%，預計到2023年將達到465.6億美元，復合增長率為6.2%。
其中2018年的全球工業(yè)/生產(chǎn)水處理的藥劑市場規(guī)模為116.75億美元，預計到2018年到2023年復合增長率為6.8%，2023年市場規(guī)模達到162.3億美元。南京反滲透純水處理設備根據(jù)BCC Research的預測，2018年到2023年工業(yè)/生產(chǎn)水處理中電力、油氣、造紙、冶金、化工及其他行業(yè)的水處理藥劑市場規(guī)模復合增長率分別為6.9%、6.7%、6.8%、6.8%、6.7%、6.8%，預計2023年分別達到39.75億美元、32.40億美元、28.45億美元、23.30億美元、19.60億美元、18.80億美元。
歐洲和美洲等西方市場一直是水處理市場的重心，但近年來歐美市場規(guī)模增速開始放緩。同時，亞洲和非洲等新興市場因城市的擴張和快速的工業(yè)化水處理藥劑市場需求快速增長。根據(jù)TechSci Research 的數(shù)據(jù)，2017年美國占全球水處理藥劑市場份額的19.58%，亞太地區(qū)占比31.27%，北美的市場份額為30.66%，歐洲占比為25.21%。
我國的水處理藥劑市場主要應用于電力、石化、冶金、礦業(yè)、造紙、印染、防治、污水處理、海水淡化等領域的水處理。電力、石化、冶金是國民經(jīng)濟中重要產(chǎn)業(yè)之一，其市場穩(wěn)定性較高。根據(jù)MarketsandMarkets的數(shù)據(jù)，2013年中我國水處理藥劑工業(yè)需求占比為62%，市政需求占38%。
目前我國水處理藥劑市場處于快速增長的階段，根據(jù)MarketsandMarkets的數(shù)據(jù)，2017年我國的水處理藥劑市場總規(guī)模為37.10億美元，到2022年將達到55.49億美元，復合增長率為8.38%。
2017年，我國市政處理、電力、油氣、采礦、化工、食品和飲料、造紙、其他領域水處理藥劑市場規(guī)模為12.88億美元、5.53億美元、4.97億美元、2.50億美元、2.69億美元、2.42億美元、2.13億美元、3.98億美元，南京EDI純水處理設備2017年到2022年上述行業(yè)水處理藥劑市場規(guī)模復合年增長率分別為9.7%、9.1%、8.8%、7.5%、6.6%、5.7%、6.3%，預計2022年分別達到20.50億美元、8.55億美元、7.57億美元、3.59億美元、3.70億美元、3.37億美元、2.82億美元和5.40億美元。
四、行業(yè)分散 ，集中度逐步提升
發(fā)達國家水處理藥劑行業(yè)發(fā)展比中國早約幾十年，從藥劑研發(fā)、生產(chǎn)、服務以及設備提供、一體化解決方案方面均較為成熟，形成了許多提供專業(yè)化水處理藥劑生產(chǎn)與服務的大型跨國公司。
國外水處理行業(yè)企業(yè)可分為兩類，第一類主要從事水處理藥劑生產(chǎn)的公司，如Itamatch（意特麥琪）、Aquapharm、Zschimmer、Lanxess（朗盛）、DowDupont（陶氏杜邦）、BASF SE（巴斯夫）等；第二類是主要做水處理服務的公司，如 Ecolab（藝康，含 Nalco（納爾科））、GE（通用，水處理業(yè)務已被蘇伊士水務收購）、Solenis（索理思）、Buckman（巴克曼）、Kemira（凱米拉）等。由于跨國企業(yè)通常規(guī)模較大且業(yè)務多元化，水處理藥劑生產(chǎn)業(yè)務一般僅是其業(yè)務體系中的一個小部分或某個業(yè)務單元，公司主要與第一類企業(yè)中的相關業(yè)務公司或業(yè)務單元存在競爭關系。
近年來，行業(yè)內(nèi)領先企業(yè)之間的并購重組已成為常態(tài)，例如藝康集團（Ecolab）2011 年收購納爾科（Nalco），Nalco 在美國水處理藥劑市場中常年占據(jù)市場第一（2010 年市占率 29%）的位置，且以提供配方產(chǎn)品為主，在全球擁有 8%的市占率。同時，行業(yè)內(nèi)知名企業(yè)越來越重視中國市場，例如意特麥琪化工集團 2018 年收購中國常州佳友化工有限公司（以前隸屬于江海環(huán)保）。
我國對于磷礦石出口實行配額制度，限制黃磷等高能耗、高排放的初級資源品出口。我國是全球最大的黃磷生產(chǎn)國，產(chǎn)能占全球產(chǎn)能的 80%，國外水處理劑生產(chǎn)企業(yè)受限于黃磷供應不足因素的影響，有機膦類水處理劑需從我國進口。我國有機膦類水處理劑的出口將隨國外市場需求增長而穩(wěn)步增長。
我國水處理劑行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)較為分散，目前有 20 余家較大規(guī)模企業(yè)、200余家小型技術服務型企業(yè)。根據(jù)智研數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，2008 年我國水處理劑產(chǎn)品產(chǎn)量為 160.1 萬噸；2014 年，水處理劑產(chǎn)品產(chǎn)量為 269.9 萬噸，年均復合增長率 7.75%。需求方面，2014 年我國水處理劑產(chǎn)品需求量為213.8 萬噸，整體處于供大于求的狀態(tài)。
近兩年來，隨著環(huán)保督查趨嚴，不具備規(guī)模化優(yōu)勢以及環(huán)保不達標的中小型水處理劑生產(chǎn)企業(yè)逐漸退出市場，尤其在中小型水處理劑生產(chǎn)企業(yè)較為密集的江蘇、山東等省份，由于當?shù)禺a(chǎn)業(yè)結構升級的需要，更加快了中小型水處理劑企業(yè)退出的速度。在市場需求穩(wěn)步提升的情況下，市場供求呈現(xiàn)出一定的供給偏緊狀態(tài)。在這種情況下，行業(yè)內(nèi)產(chǎn)能規(guī)模較大的企業(yè)憑借技術、生產(chǎn)規(guī)模、質量及成本方面的優(yōu)勢不斷鞏固市場地位，擴大市場份額。
我們預計 2014 年到 2018 年需求量增速維持在 6%-7%左右，2018 年需求量約為 280 萬噸。根據(jù)智研數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，2018 年行業(yè)產(chǎn)能約為 300萬噸。
五、兩年時間解決“三磷”污染問題
今年4月29日，生態(tài)環(huán)境部召開例行新聞發(fā)布會， “三磷”的整治是長江保護修復攻堅戰(zhàn)的重要內(nèi)容之一，由于一些歷史原因和產(chǎn)業(yè)布局因素，長江經(jīng)濟帶集中了我國大部分磷化工產(chǎn)能。湖北、貴州、云南、四川、湖南、重慶、江蘇等7省市都集中了大量的磷礦和磷化工企業(yè)。由于一些地方和企業(yè)發(fā)展粗放、環(huán)境管理滯后，對長江水環(huán)境，特別是產(chǎn)業(yè)相中集中的區(qū)域造成一定的影響。
為打好長江保護修復攻堅戰(zhàn)，生態(tài)環(huán)境部近日印發(fā)《長江“三磷”專項排查整治行動實施方案》，主要目的是防范環(huán)境風險、促進達標排放、推動結構調(diào)整。南京超純水處理設備《實施方案》大體可以概括為三個重點，五個階段。所謂“三個重點”就是指磷礦、磷化工和磷石膏庫的整治工作，“五個階段”即查問題、定方案、校清單、督進展和核成效五個階段。一是查問題，即組織“三磷”問題的排查，掌握問題清單，梳理行業(yè)特點。二是定方案，制定“一企一策”整改方案，形成整改臺賬，分類開展整治，推進整治任務。三是校清單，開展強化監(jiān)督，進行查漏補缺。四是督進展，督促推動整改。五是核成效，核查驗收“三磷”專項整治的成效。
長江經(jīng)濟帶地區(qū)大約涉及834家企業(yè)，目前生態(tài)環(huán)境部正在組織地方開展自查，核查基本情況，現(xiàn)在來看，企業(yè)實際數(shù)量要超過這個數(shù)。生態(tài)環(huán)境部的總體安排上，今年先行完成黃磷企業(yè)環(huán)境整治。磷石膏庫情況較為特殊、差異較大，客觀上整治難度也較大，需要針對具體情況，因地制宜推動整治工作。通過以上方式，力爭用兩年左右的時間全面摸清“三磷”的數(shù)量，消除重大環(huán)境隱患，切實解決生態(tài)環(huán)境突出問題，為長江修復攻堅戰(zhàn)奠定好的基礎。
此輪“三磷”專項排查整治行動歷時兩年，目標全面摸清“三磷”的數(shù)量，消除重大環(huán)境隱患，切實解決生態(tài)環(huán)境突出問題。目前先完成黃磷企業(yè)的環(huán)境整治，后續(xù)繼續(xù)完成磷化工和磷石膏庫的整治工作。并且，關停企業(yè)需要復產(chǎn)需要經(jīng)過安裝環(huán)保設備、驗收通過等一系列流程，需要經(jīng)過一定時間。另外，第二輪中央環(huán)境生態(tài)督察剛剛開始，今明兩年完成對所有省市區(qū)的督察任務。
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