我國水處理藥劑行業發展現狀以及應用領域
【www.trjxwd.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、生活和環境要求的全過程。按照應用領域，可以分為工業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外公認的工業節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、機械和城鄉環保等行業。南京工業純水處理設備水處理劑是當前工業用水、污染治理與節水回用處理工程技術中應用最為廣泛的產品，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、穩定水質及海水淡化等。
我國水處理劑分為單劑和復配產品，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、性能特點命名的產品，由多個相互間不產生化學反應的單劑產品組成，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發展階段及特點
中國水處理劑的發展是隨著現代水處理技術的引進而發展起來的，開發時間比發達國家晚約30 年，但發展速度很快，現已形成了自主研制、產業化的體系。中國水處理劑的發展歷程可分為三個階段：
1974-1989 年，即引進吸收和國產化階段，目標是建立中國水處理劑研究及制造體系;
1990-2000 年，是創新研發及產業化階段，目標是建立起中國具有自主知識產權的水處理劑及技術體系。
2001年以后為產業化階段，至今，中國已有水處理產品100種以上。各種水處理劑從產量到質量已基本滿足國內需求，且部分產品出口。從技術上講，有些產品的生產技術和性能已處于國際領先水平。
我國水處理藥劑行業發展特點如下：
技術水平和應用服務經驗日益提高與豐富。已能滿足國內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技術的開發。從工藝、設備、質量控制、環保等方面都保證了產品的穩定生產。并在節能、節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舉足輕重。合肥純水設備據《中國水處理劑行業的現狀和發展》數據，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，某些主力產品如有機磷、聚丙烯酰胺，其產量已占據在世界首位，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個產品，而每個產品又有7-8個牌號。所以我國現已可生產100來個產品，800來個牌號。以有機磷類為例，我國已可生產HEDP、EDTMP、ATMP、HPA、POCA、PAPEMA，同時還可生產晶體產品、高濃度產品。而每種產品中又根據需要改變共聚物單體組分、分子量、產品濃度，形成100來個牌號。國外有的水處理劑產品，國內基本都已生產。
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，一般可以分為工業水處理、市政/飲用水處理、污水/廢水處理、海水淡化。
工業用水在整個國家工業體系中擔負著非常重要的角色。目前，我國工業用水量于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年出現小幅回升至1285億立方米。2018年工業用水占用水總量的21%，占城市水資源使用量的80%左右。
其中，工業用水中冷卻水用量居首位，一般在60%以上。工業節水是保護水資源的重要環節，節水首先要從工業用水入手冷卻水成為首要目標，節約冷卻水的主要方式就是采用循環冷卻方式，并提高濃縮倍數。
工業用冷卻水一般分為直流冷卻水和循環冷卻水。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，整個水系統是處于一個不斷循環的動態過程之中，屬于多次使用。
敞開式循環水冷卻系統的冷卻水在循環過程中會與空氣接觸，水量會發生變化，水中的各種礦物質和高子含量會不斷濃縮增加，需對系統定量補水，并排出定量的濃縮水。封閉式循環冷卻水系統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，循環水冷卻系統要解決管線和設備的結聚、腐蝕和微生物問題。
工業鍋爐用水也是工業用水的重要部分。工業鍋爐用水的水源一般為自來水和地下水,使用未經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，形成垢下腐蝕，浪費燃料，縮短鍋爐壽命，嚴重時引發脹管、變形或爆管事故。工業循環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：為了確保公眾衛生安全、減少或消除水源性疾病的出現，在生產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。重點需要處理的環節有: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，可以直接投入工業生產使用中。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：海水淡化發展始于20世紀60年代，經過幾十年的發展，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境的關注度逐步提升，全球對水處理藥劑需求持續增加。根據BBC Research的數據，2015年到2018年全球水處理藥劑市場規模為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/生產水處理的藥劑市場規模為116.75億美元，預計到2018年到2023年復合增長率為6.8%，2023年市場規模達到162.3億美元。南京反滲透純水處理設備根據BCC Research的預測，2018年到2023年工業/生產水處理中電力、油氣、造紙、冶金、化工及其他行業的水處理藥劑市場規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化水處理藥劑市場需求快速增長。根據TechSci Research 的數據，2017年美國占全球水處理藥劑市場份額的19.58%，亞太地區占比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、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、冶金是國民經濟中重要產業之一，其市場穩定性較高。根據MarketsandMarkets的數據，2013年中我國水處理藥劑工業需求占比為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MarketsandMarkets的數據，2017年我國的水處理藥劑市場總規模為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年上述行業水處理藥劑市場規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、行業分散 ，集中度逐步提升
發達國家水處理藥劑行業發展比中國早約幾十年，從藥劑研發、生產、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化水處理藥劑生產與服務的大型跨國公司。
國外水處理行業企業可分為兩類，第一類主要從事水處理藥劑生產的公司，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。由于跨國企業通常規模較大且業務多元化，水處理藥劑生產業務一般僅是其業務體系中的一個小部分或某個業務單元，公司主要與第一類企業中的相關業務公司或業務單元存在競爭關系。
近年來，行業內領先企業之間的并購重組已成為常態，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市場第一（2010 年市占率 29%）的位置，且以提供配方產品為主，在全球擁有 8%的市占率。同時，行業內知名企業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國，產能占全球產能的 80%，國外水處理劑生產企業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步增長。
我國水處理劑行業生產企業較為分散，目前有 20 余家較大規模企業、200余家小型技術服務型企業。根據智研數據中心的數據，2008 年我國水處理劑產品產量為 160.1 萬噸；2014 年，水處理劑產品產量為 269.9 萬噸，年均復合增長率 7.75%。需求方面，2014 年我國水處理劑產品需求量為213.8 萬噸，整體處于供大于求的狀態。
近兩年來，隨著環保督查趨嚴，不具備規模化優勢以及環保不達標的中小型水處理劑生產企業逐漸退出市場，尤其在中小型水處理劑生產企業較為密集的江蘇、山東等省份，由于當地產業結構升級的需要，更加快了中小型水處理劑企業退出的速度。在市場需求穩步提升的情況下，市場供求呈現出一定的供給偏緊狀態。在這種情況下，行業內產能規模較大的企業憑借技術、生產規模、質量及成本方面的優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。根據智研數據中心的數據，2018 年行業產能約為 300萬噸。
五、兩年時間解決“三磷”污染問題
今年4月29日，生態環境部召開例行新聞發布會， “三磷”的整治是長江保護修復攻堅戰的重要內容之一，由于一些歷史原因和產業布局因素，長江經濟帶集中了我國大部分磷化工產能。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。由于一些地方和企業發展粗放、環境管理滯后，對長江水環境，特別是產業相中集中的區域造成一定的影響。
為打好長江保護修復攻堅戰，生態環境部近日印發《長江“三磷”專項排查整治行動實施方案》，主要目的是防范環境風險、促進達標排放、推動結構調整。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。
長江經濟帶地區大約涉及834家企業，目前生態環境部正在組織地方開展自查，核查基本情況，現在來看，企業實際數量要超過這個數。生態環境部的總體安排上，今年先行完成黃磷企業環境整治。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”的數量，消除重大環境隱患，切實解決生態環境突出問題，為長江修復攻堅戰奠定好的基礎。
此輪“三磷”專項排查整治行動歷時兩年，目標全面摸清“三磷”的數量，消除重大環境隱患，切實解決生態環境突出問題。目前先完成黃磷企業的環境整治，后續繼續完成磷化工和磷石膏庫的整治工作。并且，關停企業需要復產需要經過安裝環保設備、驗收通過等一系列流程，需要經過一定時間。另外，第二輪中央環境生態督察剛剛開始，今明兩年完成對所有省市區的督察任務。
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