國際水技術裝備發展態勢解析

　　隨著全球經濟一體化及對環境保護和可持續發展的重視，全球環保產業呈持續增長態勢。2016年，全球環保產業市場規模達11136.84億美元，年均增速約3.2%(圖1)。到2020年，全球環保產業市場規模預計將達到1.9萬億美元。

　　水供應/廢水處理領域占據環保產業最大的市場規模。2016年其市場規模達3969億美元，占比約35%。2010—2016年間，與全球環保產業的增長趨勢相比，水供應/廢水處理市場規模的增長趨勢與其基本一致，但相對更為平緩。

圖1 2010-2016全球環保行業與水處理市場規模

　　從工業廢水處理來看，2016年，全球工業廢水處理市場規模約為3500億元，其中美國、中國、歐盟、日本市場規模分別達950億元、843億元、630億元、520億元，分別占比27.1%、24.1%、18%、14.9%，總占比達84%，成為全球的主要市場。

　　滲透與反滲透技術依然是主流技術

　　通過ZL檢索，發現全球排名前十項的水技術分別為滲析法、滲透法或反滲透法、多級處理、懸浮雜質的絮凝或沉淀、生物處理、好氧和厭氧工藝、氧化法、吸附法、膜分離技術。滲透法或反滲透法技術仍然是主流技術。但近幾年，多級處理、絮凝或沉淀也發展成為主流技術，ZL數量明顯增長，尤其是多級處理技術發展速度最快，可視為水技術領域的研究熱點。

　　微濾、超濾、納濾、反滲透等過濾設備是全球銷售市場最主要的設備，占比達30%。

　　從全球水技術裝備銷售來看，污水處理的預處理、活性污泥法、MBR、澄清、消毒技術裝備；污水深度處理的微濾、超濾、反滲透技術裝備；污泥處理處置的脫水、濃縮、干燥及消化技術裝備；工業廢水脫鹽技術裝備等成為目前全球水處理技術市場銷售的主要裝備。其中，包括微濾、超濾、納濾、反滲透在內的過濾設備成為全球水技術最主要的設備，占比達29.3%，其次為活性污泥法技術設備、澄清技術裝備、污泥脫水與濃縮裝備，占比分別達10.6%、9.7%、9.4%(圖2)。

圖2 2016年全球主要水技術裝備銷售收入占比

　　美國：開啟技術創新新藍圖，水循環、水安全最具活力

　　發達國家仍然占據全球環保產業的主導地位，美國、日本、德國、法國等國家占據超過60%的市場份額，其水技術與裝備也一直處于世界領先水平。

　　19世紀，美國隨著人口的大量增長以及工業的不斷發展，廢水類型逐漸增多，人們對廢水處理的需求也日益增大，并逐漸開始重視對水污染的防治與處理。到20世紀初期與中期，美國水技術進入快速發展階段，康麗根(Culligan)、濱特爾(Pentair)、賓西尼 (beach )等知名水處理公司相繼成立。

　　至今，美國已成為全球最大的環保市場。2010-2016年，美國水業持續保持2%-3%的增長，2015年市場規模達到1600億美元。海水和苦咸水淡化(用于飲用水生產)是公用事業增長最快的市場，從2010年的2.56億美元增加到2016年的19億美元。

　　水技術裝備方面，美國工業和市政水技術裝備總額從2010年的169億美元增長到2016年的302億美元。2008-2016年，美國市場增長最快的水技術裝備為超濾和微濾膜(+280%)、uv消毒(+227%)、臭氧消毒系統(+233%)、膜生物反應器(+180%)，以及反滲透膜系統(+165%)。

　　美國水技術及裝備的發展呈現以下幾個特點：前期(1948-1987)發展迅速，研發了許多新的系統與產品，彼此不斷競爭，不斷提高自身能力；中期(1988-2000)發展平緩，重點在于對以前的相關產品的升級改造，解決不斷產生的新問題；后期(2001-至今)發展創新達到新階段，著重于對新產品的研發，使處理效率、水平更高，更環保科學。

　　新時期，美國正面臨著新的挑戰，如水處理基礎設施的老化、新興污染物的出現等。近幾年，美國環保署提出了整合技術創新的藍圖，呼吁各國支持在水和廢水處理、檢測和再利用方面的新興技術。水的再循環和再利用是美國水業發展最有活力的領域，從市政到工業設施，水的回收利用正在迅速增長，這也導致了微濾、超濾、反滲透等技術裝備的快速增長。

　　同時，美國許多水務公司正在考慮改變處理工藝，以避免新的消毒副產品的產生，先進的氧化、臭氧氧化、電氯化、生物過濾和其他消毒方法越來越多的在美國得到應用。不僅如此，美國環保局實施了更嚴格的新飲用水標準，基于此，新興污染物的檢測及處理技術也成為美國水技術及裝備市場在新時期的一項重要話題。

　　歐盟：從污染治理到資源管理，可持續發展理念下進入一體化產品時代

　　19世紀以來，歐洲大陸掀開了工業革命的篇章，工廠在歐洲大陸上開始修建，而這對水資源的影響越來越大。19世紀中葉，泰晤士遭受嚴重污染并導致霍亂頻發，人們開始更多地關注水治理。英國開始修建下水道系統并于1874年全面投入使用，隨后數百座污水處理廠建成使用，形成了完整的城市污水處理系統。此階段，水技術裝備被研發，并大規模的進入市場。

　　20世紀中葉，萊茵河污染事件受到全世界關注，歐洲地區的水污染控制也進入了新的階段。河流等水環境的治理從簡單的水質指標評估向恢復生態系統轉變。基于此，生物絮凝法、生物吸附法等一批生物技術得以研發。除此之外，物理學知識也越來越多地應用在廢水處理中，如重力分離、氣液交換、高梯度磁分離等。多學科、多領域的融合促使水技術裝備水平及能力得到很大提升，同時也降低了對環境的影響及二次污染的風險。

　　當前，歐盟的水業已進入平穩發展期，產品服務特性的提升是主要的競爭方向。同時，環保已由污染治理向資源管理轉變，這主要基于歐盟28國的經驗案例已證明資源管理產值是環境污染治理產值的3倍；由末端治理向一體化產品和可持續發展轉變。歐盟傳統的環境政策一直是被動反應式的，即由政府發現問題，然后針對具體問題頒布新的法規。經過多年努力，歐盟已從這種被動的、專注于末端治理的導向，轉變到針對環境問題采取根源性立法行動。歐盟意識到，這還不足以實現可持續發展目標。在經過5年多探索后，2003年歐盟正式接受了一體化產品政策理念。所謂一體化的產品政策，就是根據產品生命周期的理論制定環境問題解決方法。

　　全球態勢：水技術裝備已再次進入技術創新期

　　當前，發達國家環保產業已進入平穩發展期，水技術裝備在多領域向智能化、高端化、成套化、綜合化方向發展，并根據新時期需求與形勢再次進入技術創新期。

　　智能化方面，新型智能化水資源管理技術向雨水管理、水處理領域推廣應用。高端化方面，零廢水排放(zero liquid disge，ZLD)技術及裝備在工業領域得到快速發展。成套化方面，由于歐洲環保產業已進入平穩發展期，產品服務特性的提升是主要的競爭方向，技術工藝裝備成套化成為目前的主要趨勢。綜合化方面，由污染治理向資源管理轉變，逐漸向源流控制和全過程管理縱深化發展。以歐盟28國為例，歐洲水技術及裝備在新材料、新能源、生物技術和先進制造等方面已取得了重要進展，進而向資源管理、清潔生產等方向發展。

　　另一方面，在水資源緊缺、新興污染物等新的挑戰下，以環境安全及人身健康為目標，全球正在加大整合技術創新。在清潔生產理念及實踐下，再生水回用技術將得到大力發展。水資源短缺以及水需求的持續增長也將促使海水淡化裝備進一步升級與擴大。而基于生態健康、環境安全，營養物回收技術與裝備、新的消毒技術與裝備、新興污染物的檢測及處理技術與裝備將進一步得到重視。同時，在水能源效率提升和成本降低需求下，水網管理的智能化技術與裝備也將得到大力發展。