1.MBR技术
主流的污水处理技术有两种:普通活性污泥法、MBR (膜生物反应器)技术。其中,MBR技术为20世纪90年代新兴的水处理技术,它将污水生物处理技术与膜分离技术相结合,首先利用生化技术降解水中的有机物,驯养优势菌类、阻隔细菌,然后利用膜技术过滤悬浮物和水溶性大分子物质,降低水浊度,使之达到排放标准。
MBR技术可广泛用于污水处理和中水回用等领域。
与普通活性污泥法对比,MBR技术有三大显著优势:
(1)出水水质高。优良的MBR工艺,出水主要指标能达到地表三类水体标准,可作为饮用水源地的补充水源,对工业废水使用MBR工艺,能够处理高化学需氧量污水,易于降解大分子有机物,对氮、磷等有较高的去除效果。
(2)占比面积小。MBR工艺以膜分离装置代替常规活性污泥的二沉池等单元,对比传统的活性污泥法,节省占地50%以上。对于占地面积无法扩大的水厂,MBR工艺有显著的优势。
(3)剩余污泥少。MBR工艺剩余污泥少,可以降低污泥处理费用,简化污水处理工艺操作,用在小型污水处理厂和分散的污水处理设施上,优势更为突出。
MBR技术已经非常成熟,在发达国家的商业应用已超过20年。它的劣势是成本相对较高,不过,随着膜制造技术的进步,膜质量的提高和膜制造成本的降低,MBR的投资成本和运营费用已经大幅降低。如聚乙烯中空纤维膜、新型陶瓷膜的应用等已使其成本比以往有很大降低。另一方面,各种新型膜生物反应器的开发也使其运行费用大大降低。因此,从长远的观点来看,MBR在水处理中应用范围必将越来越广。
由于我国污水处理标准趋严,未来将是污水处理厂进人升级改造投资高峰期。行业内部预计到2015年,国内膜生物反应器的市场容量将在300亿元左右,而2009年只有60亿元,年均需求增速30%。
MBR产业链的,上游是膜材料,中游是膜组件,下游是MBR系统。其中,膜:材料是核心,技术难度最大,毛利最丰厚。膜材料的核心技术是膜材料的成型和成孔技术,其强度、寿命、性价比等对MBR系统的质量、成本影响最大。
相关上市公司:碧水源(拥有从上游膜材料到下游MBR工艺全产业链)、南方汇通(控股42%的子公司时代沃顿是国内最大的复合反渗透漠供应商)。
2.海水淡化
我国谈水资源虽然总量丰富,但是人均短缺,且污染严重,淡水资源前最不容乐观。全国660多个城市中,有400多个城市缺水,其中108个为严重缺水城市。淡水资源已经成为经济和社会发展的瓶颈,国人生存的重大威胁。
在缺水城市要取用淡水,无非是三种方式:地下取水、远程调水和海水淡化。开采地下水工程量小、成本低,但受资源条件约束。许多地区由于过度开采地下水,已形成地下漏斗,会导致地质塌陷、海水倒灌等危险;远程调水则费用高昂,不仅要占用大量耕地,还存在被引水地区的环境危害等问题。
2002年年底开工的南水北调工程备受争议,批评者认为南水北调工程耗资巨大,涉及几十万人的移民,成本高昂(每吨水成本在10元以E),而且西南地区和长江流城近年来连续大早,自身难保,哪有水往北京调?对环境的破坏也是一个大问题,例如中线工程调水后,由于汉江稀释自净能力下降,汉江流域发生浮游藻类爆发性生长繁衔的可能性增大。
相比之下,海水淡化则没有上述问题。我国海水资源丰富,海岸线的总长为32 647公里,我国是海洋大国,开发利用较为便利。
海水淡化的缺点是运行成本较高。不过随着技术的改进,每吨水成本已降低到5元左右,远比南水北调成本要低。
目前,全球有海水淡化厂1.3万多座,海水淡化日产量约3500万吨左右,其中80%用于饮用水,解决了全球1亿多人的供水问题。在盛产石油的中东地区,土地“富得流油",却打不出一口淡水井,这些国家都斥巨资来建设大型海水淡化工厂,部分国家的淡化海水已经占到了本国淡水使用量的80%~90%。我国的天津、大连、青岛、浙江等沿海地区也相继建设了一批海水淡化项目。按照国家《海水利用专项规划》目标,到2020年,我国海水谈化规模将达到每8250万~300万吨,占沿海地区用水比的26%~37%,是目前水平的3倍以上。
海水淡化的主流技术是反渗透法(RO)和蒸馏法,只有这两种技术才适用于大规模(日处理量在3 000吨以上)的海水淡化。其中,反渗透法又称为“膜法”,蒸馏法又分成多级闪蒸(MSF) 和低温多效蒸馏(MED)。
从这两大技术的比较来看,各有优缺点。如果有电厂配套,蒸馏法是比较好的选择,成本低且水质高:但如果是单独设立的海水淡化厂,采用反渗透法更合适。目前,海湾国家绝大多数用蒸馏法,而欧美则热衷于反渗透法,我国也主要使用反渗透法。
由于欧美研发的推动,反渗透法技术进步很快,工程造价和运行成本持续降低,未来每吨水成本的下降潜力更大。
反渗透法的单位成本构成中,设备成本占据45%,主要是高压泵、耐腐蚀导管和仪表的投资。由于海水腐蚀性强,海水淡化用的导管需要具备较强的耐蚀性,导管通常是铜合金管或者是钛合金管。膜虽然仅占成本的15%,但是膜件是反渗透法最核心的设备,它截留溶解的盐类,而允许几乎所有不含盐的水通过。后处理环节中氯杀菌、PH值(水溶液中酸碱度)调用碱约占成本的2%。
其中,我们最看好膜组件的投资机会。膜组件毛利率高,目前主要依靠进口,但按照《海水利用专项规划》的要求,2020 年海水淡化设备国产的占90%以上,因此作为核心部件的膜必将步入快速增长期。北京时代沃顿科技有限公司是国内最大的复合反渗透膜专业化生产企业,南方汇通持有该公司42%的股权。此外,碧水源在膜技术方面也有一定优势。
次选生产耐蚀导管的公司,上市公 司中有:海亮股份和久立特材。其中,海:亮股份是国内唯一能覆盖所有热法海水淡化工程用的热交换铜合金冷凝管的企业,也是中东国家海水淡化用铜合金管的主要供货商,估计占50%以上份额。海亮越南铜业公司2.3万吨热交换用铜管项目预计2011年建成,不仅提高了产能,还解决了贸易壁垒的问题。