我國水處理藥劑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及應(yīng)用領(lǐng)域
【www.hs523.com南京純水設(shè)備】水處理是指基于需要處理的水的水質(zhì)，采用不同的水處理供需和化學(xué)品，使水質(zhì)滿足生產(chǎn)、生活和環(huán)境要求的全過程。按照應(yīng)用領(lǐng)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(xué)和生物方法。
水處理化學(xué)方法是指使用化學(xué)藥劑來消除及防止結(jié)垢、腐蝕和菌藻滋生及進(jìn)行水質(zhì)凈化的處理技術(shù)。化學(xué)水處理技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外公認(rèn)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(yīng)用于電力、鋼鐵、化工、石油、輕工、紡織、印染、建筑、冶金、機(jī)械和城鄉(xiāng)環(huán)保等行業(yè)。南京工業(yè)純水處理設(shè)備水處理劑是當(dāng)前工業(yè)用水、污染治理與節(jié)水回用處理工程技術(shù)中應(yīng)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(yù)膜劑等，主要用于去除水中懸浮固體和有毒物質(zhì)，控制水垢、污泥的形成，減少對(duì)水接觸材料的腐蝕，除臭殺菌、脫色、軟化、穩(wěn)定水質(zhì)及海水淡化等。
我國水處理劑分為單劑和復(fù)配產(chǎn)品，單劑為有明確的分子式、結(jié)構(gòu)式、可以用明確化學(xué)物命名的水處理劑；復(fù)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(diǎn)命名的產(chǎn)品，由多個(gè)相互間不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的單劑產(chǎn)品組成，滿足不同水質(zhì)、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(duì)水中金屬離子的螯合、對(duì)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(shè)備表面沉積的化學(xué)物質(zhì)。在水處理中應(yīng)用較多的為有機(jī)、高分子類阻垢劑，該類阻垢劑包含：①有機(jī)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(jī)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(luò)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(xué)穩(wěn)定性，藥劑用量小，并兼具緩蝕和阻垢效果的特點(diǎn)，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(diǎn)
中國水處理劑的發(fā)展是隨著現(xiàn)代水處理技術(shù)的引進(jìn)而發(fā)展起來的，開發(fā)時(shí)間比發(fā)達(dá)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(gè)階段：
1974-1989 年，即引進(jìn)吸收和國產(chǎn)化階段，目標(biāo)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(biāo)是建立起中國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水處理劑及技術(shù)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(zhì)量已基本滿足國內(nèi)需求，且部分產(chǎn)品出口。從技術(shù)上講，有些產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)和性能已處于國際領(lǐng)先水平。
我國水處理藥劑行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)如下：
技術(shù)水平和應(yīng)用服務(wù)經(jīng)驗(yàn)日益提高與豐富。已能滿足國內(nèi)各水處理市場(chǎng)的需求。水處理劑的技術(shù)包括水處理劑的制造技術(shù)和水處理劑應(yīng)用技術(shù)，前者屬于化工技術(shù)，后者屬為水處理技術(shù)。水處理劑的制造技術(shù)，包括有機(jī)磷制造、聚合物制造和殺菌劑制造三大部分。有機(jī)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(jí)生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)。從工藝、設(shè)備、質(zhì)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(yīng)用技術(shù)即水處理技術(shù)方面，通過30年的不斷探索實(shí)踐，已造就了一批經(jīng)驗(yàn)豐富，有理論功底的技術(shù)專家隊(duì)伍。
我國水處理化學(xué)品在國際上的地位已經(jīng)舉足輕重。合肥純水設(shè)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(chǎng)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(jī)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(jìng)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(gè)產(chǎn)品，而每個(gè)產(chǎn)品又有7-8個(gè)牌號(hào)。所以我國現(xiàn)已可生產(chǎn)100來個(gè)產(chǎn)品，800來個(gè)牌號(hào)。以有機(jī)磷類為例，我國已可生產(chǎn)HEDP、EDTMP、ATMP、HPA、POCA、PAPEMA，同時(shí)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(gè)牌號(hào)。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(yīng)用領(lǐng)域
水處理藥劑的應(yīng)用領(lǐng)域按照終端客戶水處理對(duì)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(gè)國家工業(yè)體系中擔(dān)負(fù)著非常重要的角色。目前，我國工業(yè)用水量于2011年達(dá)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(hù)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(biāo)，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(shí)驗(yàn)室純水處理設(shè)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(gè)水系統(tǒng)是處于一個(gè)不斷循環(huán)的動(dòng)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(huì)與空氣接觸，水量會(huì)發(fā)生變化，水中的各種礦物質(zhì)和高子含量會(huì)不斷濃縮增加，需對(duì)系統(tǒng)定量補(bǔ)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(shè)備，水在管中流動(dòng)，不直接暴露在空氣中，回水的熱量被其它換熱介質(zhì)取走達(dá)到降溫的作用，循環(huán)水冷卻系統(tǒng)要解決管線和設(shè)備的結(jié)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(duì)鍋爐造成結(jié)垢、腐蝕和汽水共騰等危害。結(jié)垢直接影響傳熱和汽水正常循環(huán)，形成垢下腐蝕，浪費(fèi)燃料，縮短鍋爐壽命，嚴(yán)重時(shí)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(yù)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(xué)品使出廠的水質(zhì)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。重點(diǎn)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(jī)物、溶解鹽類。深度處理后的污水水質(zhì)較好，可以直接投入工業(yè)生產(chǎn)使用中。污水處理中設(shè)計(jì)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(jì)60年代，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，海水淡化的技術(shù)以及相對(duì)成熟。目前蒸餾法和膜法以成為主流技術(shù)。膜法主要采用膜的選擇透過性進(jìn)行水鹽分離達(dá)到海水淡化的目的，主要包括反滲透法（RO）和電滲透法（ED）。對(duì)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(jié)構(gòu)沉積對(duì)反滲透的影響。
三、市場(chǎng)空間有多少
隨著全球水資源短缺問題日益嚴(yán)重以及人們對(duì)環(huán)境的關(guān)注度逐步提升，全球?qū)λ幚硭巹┬枨蟪掷m(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(chǎng)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(yù)計(jì)到2023年將達(dá)到465.6億美元，復(fù)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(chǎng)規(guī)模為116.75億美元，預(yù)計(jì)到2018年到2023年復(fù)合增長率為6.8%，2023年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到162.3億美元。南京反滲透純水處理設(shè)備根據(jù)BCC Research的預(yù)測(cè)，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(chǎng)規(guī)模復(fù)合增長率分別為6.9%、6.7%、6.8%、6.8%、6.7%、6.8%，預(yù)計(jì)2023年分別達(dá)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(chǎng)一直是水處理市場(chǎng)的重心，但近年來歐美市場(chǎng)規(guī)模增速開始放緩。同時(shí)，亞洲和非洲等新興市場(chǎng)因城市的擴(kuò)張和快速的工業(yè)化水處理藥劑市場(chǎng)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(chǎng)份額的19.58%，亞太地區(qū)占比31.27%，北美的市場(chǎng)份額為30.66%，歐洲占比為25.21%。
我國的水處理藥劑市場(chǎng)主要應(yīng)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(lǐng)域的水處理。電力、石化、冶金是國民經(jīng)濟(jì)中重要產(chǎn)業(yè)之一，其市場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)總規(guī)模為37.10億美元，到2022年將達(dá)到55.49億美元，復(fù)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(lǐng)域水處理藥劑市場(chǎng)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(shè)備2017年到2022年上述行業(yè)水處理藥劑市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合年增長率分別為9.7%、9.1%、8.8%、7.5%、6.6%、5.7%、6.3%，預(yù)計(jì)2022年分別達(dá)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(dá)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(wù)以及設(shè)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(wù)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(wù)的公司，如 Ecolab（藝康，含 Nalco（納爾科））、GE（通用，水處理業(yè)務(wù)已被蘇伊士水務(wù)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(wù)多元化，水處理藥劑生產(chǎn)業(yè)務(wù)一般僅是其業(yè)務(wù)體系中的一個(gè)小部分或某個(gè)業(yè)務(wù)單元，公司主要與第一類企業(yè)中的相關(guān)業(yè)務(wù)公司或業(yè)務(wù)單元存在競(jìng)爭關(guān)系。
近年來，行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)之間的并購重組已成為常態(tài)，例如藝康集團(tuán)（Ecolab）2011 年收購納爾科（Nalco），Nalco 在美國水處理藥劑市場(chǎng)中常年占據(jù)市場(chǎng)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(shí)，行業(yè)內(nèi)知名企業(yè)越來越重視中國市場(chǎng)，例如意特麥琪化工集團(tuán) 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(duì)于磷礦石出口實(shí)行配額制度，限制黃磷等高能耗、高排放的初級(jí)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(yīng)不足因素的影響，有機(jī)膦類水處理劑需從我國進(jìn)口。我國有機(jī)膦類水處理劑的出口將隨國外市場(chǎng)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(shù)服務(wù)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(fù)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(yán)，不具備規(guī)?；瘍?yōu)勢(shì)以及環(huán)保不達(dá)標(biāo)的中小型水處理劑生產(chǎn)企業(yè)逐漸退出市場(chǎng)，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(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)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(chǎng)需求穩(wěn)步提升的情況下，市場(chǎng)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(shù)、生產(chǎn)規(guī)模、質(zhì)量及成本方面的優(yōu)勢(shì)不斷鞏固市場(chǎng)地位，擴(kuò)大市場(chǎng)份額。
我們預(yù)計(jì) 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(shí)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(huì)， “三磷”的整治是長江保護(hù)修復(fù)攻堅(jiān)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(jì)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(duì)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(hù)修復(fù)攻堅(jiān)戰(zhàn)，生態(tài)環(huán)境部近日印發(fā)《長江“三磷”專項(xiàng)排查整治行動(dòng)實(shí)施方案》，主要目的是防范環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、促進(jìn)達(dá)標(biāo)排放、推動(dòng)結(jié)構(gòu)調(diào)整。南京超純水處理設(shè)備《實(shí)施方案》大體可以概括為三個(gè)重點(diǎn)，五個(gè)階段。所謂“三個(gè)重點(diǎn)”就是指磷礦、磷化工和磷石膏庫的整治工作，“五個(gè)階段”即查問題、定方案、校清單、督進(jìn)展和核成效五個(gè)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(diǎn)。二是定方案，制定“一企一策”整改方案，形成整改臺(tái)賬，分類開展整治，推進(jìn)整治任務(wù)。三是校清單，開展強(qiáng)化監(jiān)督，進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。四是督進(jìn)展，督促推動(dòng)整改。五是核成效，核查驗(yàn)收“三磷”專項(xiàng)整治的成效。
長江經(jīng)濟(jì)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(shí)際數(shù)量要超過這個(gè)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(duì)具體情況，因地制宜推動(dòng)整治工作。通過以上方式，力爭用兩年左右的時(shí)間全面摸清“三磷”的數(shù)量，消除重大環(huán)境隱患，切實(shí)解決生態(tài)環(huán)境突出問題，為長江修復(fù)攻堅(jiān)戰(zhàn)奠定好的基礎(chǔ)。
此輪“三磷”專項(xiàng)排查整治行動(dòng)歷時(shí)兩年，目標(biāo)全面摸清“三磷”的數(shù)量，消除重大環(huán)境隱患，切實(shí)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(guān)停企業(yè)需要復(fù)產(chǎn)需要經(jīng)過安裝環(huán)保設(shè)備、驗(yàn)收通過等一系列流程，需要經(jīng)過一定時(shí)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(duì)所有省市區(qū)的督察任務(wù)。
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