中国水工业的水处理技术和设备的产业化分析

Wang Kaijun et al

　　Abstract: The market composition of water treatment technique and equipment is discussed in views of the concept of water industry. The contents of water treatment technology and equipment industry composed of consultant, engineering, equipment and service-management are explained and defined. And an proposal to promote the industrialization of water industry has been recommended on the basis of market analysis of wastewater treatment technology and equipment.

0　概述
　　在我国水工业的概念的提出是针对我国水资源短缺、水资源浪费和水污染不断加剧的严峻形势，为解决水资源和社会经济持续发展问题而提出的。水工业的核心问题是研究解决城市和工业发展对水及水质不断增长的需要和要求，与水资源短缺和水环境污染之间的矛盾。在这对矛盾中水污染的加剧限制了水资源的充分合理的利用。因此，控制水污染的发展是解决我国水工业持续发展的关键。
　　发达国家在水处理技术和设备研制开发上，具有较长历史，技术成熟，产品质量高，并初步达到标准化、自动化和成套化。我国水污染控制产业开创于70年代初，现已具备一定规模，近几年增长速度在20％以上。但是总体上看，我国水污染控制产业仍处于发展初期，基础较薄弱，与工业发达国家相比差距甚大，远不能满足经济与环境持续协调发展的需要。然而，我国在水污染领域内已建立起了一整套方针、政策、法规、标准及制度，同时为改善水环境质量不断加大投资力度。根据建设部规划，“九五”期间我国用于给排水基本建设的总投资将达1 000亿元人民币，而国家环保总局统计这一期间的环保投资总计4 500亿。保持这样的投入比例，为水处理技术和设备产业化提供了一个巨大的市场。

1　传统给水排水技术的局限性
　　随着现代科学技术、计算机技术、信息技术和系统科学的不断飞速发展，以及与各种学科之间相互的渗透增加，推动了传统给水排水技术的进一步发展。首先，传统给水排水工程技术在近几十年来有了很大的发展，从技术内容上远远超出了最初的给水排水的技术框架。其次，在给排水领域的一些新的技术内容有别于传统的技术，传统给水与污水处理的界限也已经突破，例如：对于微污染水源水的处理，采用了很多污水处理技术，而对于水回用、中水处理又采用了很多给水处理技术。因此，传统的给水排水技术领域应该扩大为广义的水处理技术领域。

2　对于水处理技术市场新的考虑
　　水处理技术涉及到有关水的科研、设计、工程、设备加工和管理等各个方面。但是，从水处理技术市场化和产业化的观点，应该根据水处理技术服务的主体——用户的角度，将水技术产业划分为：咨询产业、工程和设备产业及服务管理产业。
2.1　技术咨询产业市场
　　不仅仅是传统设计行业所包括的规划和研究、勘测与设计等内容。根据水工业的新观念带来了一系列新的概念，因此水处理技术的咨询产业应该赋予新的内涵，应该由简单的工程设计扩大为对水处理生产全过程的技术咨询，即从水源的保护和开采、水的处理和调配、水的合理利用和清洁生产及污水处理和再生回用等等。同时咨询内容将涉及到开发和生产、研究和设计、资源及环境评价、技术及经济评价和市场信息等各个环节。在国际上以此为主要业务的“咨询公司”已是一个重要的行业。因此，我国的咨询产业将面临新的观念和新的市场机制，需要逐步建立和完善我国的水处理技术咨询市场。
2.2　工程和设备产业市场
　　当前水处理工程有以下特点：首先，工程中设备和施工技术含量及投资比例不断提高，从而反映了水处理工程技术的设备化、产业化和市场化的趋势；其次，工程市场已由传统的承发包方式引入了国际通用的“Turnkey”总承包的运作方式。参与这种工程和设备总承包的“工程公司”在国际已是一个跨行业的产业。工程公司一般是具有系统设计、工程管理、设备集成、安装调试和运行培训的综合能力的大型公司，我国目前还缺乏这样具有综合能力的大型专业工程公司。另外，随着我国改革开放，国外大公司和财团以BOT方式参与水处理市场竞争，使得水处理工程市场的竞争具有资本竞争的意义。因此，水处理工程市场具有设备化、专业化和开放性的特点，从事水污染控制的研究、设计和生产部门要适应这种产业化形式，对于Turnkey和BOT这一系列产业化过程中的新的运作形式要加以研究和学习。
2.3　技术服务产业市场
　　传统的技术服务是简单的技术交底和工程配合，随着自控技术和其他高新技术在水处理工艺中的应用，技术服务的范围不断扩展；另外，由于环境法规健全和执法力度的加强，对于水处理设备运行的达标率和完好率要求更高，因此技术要求的时效性不断加强；同时随着社会主义市场经济的发展，BOT方式的引入在水处理领域也会逐步打破传统甲、乙方概念，产生甲、乙方角色互换，导致了类似于物业管理型的技术服务需求。这对技术服务提出了更高的要求。因此，技术服务范围的扩展、要求的加强和形式的更新等一系列变化，导致技术服务市场内涵的扩大。

3　水污染控制技术和设备产业化市场分析
3.1　咨询与服务产业
　　从技术咨询和服务产业来讲，目前我国就工艺水平而言，与国际差距已经缩小。目前在水污染治理技术上，已能提供下列技术的工艺参数。传统活性污泥法技术包括传统法、延时法、吸附再生法、纯氧法和各种新型工艺，如：射流曝气法、深井法、SBR和ICEAS序批法、AB法和氧化沟技术等等；生物膜法技术(生物接触氧化法、流化床法等)；厌氧法技术(UASB、复合床法、二段厌氧法、厌氧流化床等)；A/O法和A²/O技术；厌氧-好氧-生物炭技术(AABC法)；酸化(水解)-好氧技术；多种类型的稳定塘技术；土地处理技术(包括湿地、漫流、慢速渗滤、快速渗滤)等等。这已经可以满足大多数城市污水和工业废水治理的要求。问题是传统的水处理市场，研究设计单位的市场份额一般为3％～5％，从产业化的角度来看所占市场比例偏低(见图1和图2)。这与我国在计划经济下，设计单位属于事业单位，因此设计行业长期实行低收费制度有关。从国际市场来看这一部分比例一般在15％～20％以上，在设计单位企业化实行市场经济的背景下，需要适当调整这一部分的比例扩大技术成本。

图1　城市污水处理厂投资比例分析

图2　工业废水处理厂投资比例分析

　　近20年来，国家仅对石油、化工、冶金、造纸、机械、染料等几个行业废水处理设施的投资就超过了20亿人民币。建立处理装置5 000多套。根据调查结果表明处理设施的正常运行不到30％。造成这种现象的原因是多方面的，但是解决此问题的方法之一是需要加强后期的技术服务。
3.2　城市污水处理投资构成
　　由于污水处理技术的复杂性，在具体的污水处理建设项目中投资的构成复杂。若根据产业的类型和水处理技术和设备产业相关的内容可划分为以下几部分：(1) 技术咨询和技术服务：设计、调试和培训费等；(2) 建、构筑物和厂平面：属于传统的土木工程，一般由建筑行业承包；(3) 水处理通用机电设备：包括水泵、风机等通用机械，属于传统的机电行业；(4) 水处理专用设备：脱水机、刮泥机等污水处理专用设备，属于机械加工行业；(5) 自控技术和设备；(6) 其他：各种税费等。
　　图1是对于两个城市污水项目投资分析，其中选择了大规模(20万m³／d)和小规模(1.5万m³／d)城市污水处理厂。从图1中的数据分析可知对于城市污水处理厂建设，其中传统的产业(机电产品：如水泵、风机等)占了大约10%的份额，建筑业占35％～45％的份额，而水处理专用设备占10%。这三者(包括(6)项)之和占总投资的90％以上，在今后几年存在每年180亿的份额。一般来讲从事以上行业的主体为国家大中型企业。从而可见对于城市污水和城市给水这种大规模的基础设施建设项目，国家投资将带动大批如机电行业、机械制造和加工行业和建筑行业等传统行业的发展。从而可带动相关产业的发展和消费总量的增加，有利于大中型企业的改革和经济发展，这也与国家目前的搞活大中型企业的政策是一致的。
　　在大型污水处理厂自控和仪表(如仪表，控制系统的软、硬件等等)所占的比例虽然不高，在5％～10％左右，但是相对的产值较高。这一部分市场额定每年大约在10亿元。对于这一技术含量较高的领域，目前国内厂家的市场占有率较低。主要原因是我国没有形成从事水处理仪表和自控系统的生产厂家，主要靠引进外资进口。
3.3　工业废水处理的投资构成
　　首先由于工业废水处理的占地、搬迁和其他政策性的费用不高，所以(6)项的比例变化较大，这导致其他部分比例的上升。这是城市污水与工业废水处理厂的主要差别之一。图2是各种小型工业废水处理项目的投资分析，这是对不同类型工业废水(如啤酒、造纸、皮革、酒精、化工和油脂等)处理厂的投资统计结果。从图2可见其中传统的产业(机电产品：如水泵、风机等)占了大约10％的份额，建筑业占30％～40％的份额，而水处理专用设备占35％。另外一个特点，由于工业废水处理厂与城市污水处理厂相比规模较小，所以一般来讲从事以上(2）～（4）行业的主体为中小型和乡镇企业。我国现有生产环保产品的企业约4 000多家，其中真正能提供合格产品的企业不多。工业废水的治理给这些厂家提供了良好的商机。
　　对于工业废水处理应该根据其不同于城市污水的特点，通过下面的工作加强环保产业在设备标准化、自动化和成套化方面的进程：1) 除大型工程采用钢筋混凝土构筑物外，其它大部分构筑物可采用钢结构，并可转为能加工生产的水处理设备和产品。因此将水处理单元构筑物设备化，从而减少土木工程量，提高环保厂家的市场竞争能力并扩大市场份额；2) 提高水处理设备的自控水平，初步达到机电一体化的水平；3) 小型工业废水项目中采用的专用或通用设备有其特殊性，与其所采用的工艺密切相关，例如SBR篦水器和专用曝气设备等是急待开发的产品。加强对水处理专用设备的研究和开发，可以提高在这一领域的市场份额。图2b是对于酒精废水处理项目在采用设备化后的投资比例变化情况，这样水处理设备化后和自控系统的投资额分别接近40％，而技术服务费在10％左右。如果再包括通用和专用设备可能增加的市场份额，从而可以将总的份额提高到70％左右。

4　结论
　　随着环保产业的发展，近年来国外水处理设备生产的突飞猛进，世界水工业设备生产值在1995年已达800亿美元，预计到本世纪末可增至1 200亿美元，在世界范围环保市场是四大经济新市场之一，环境贸易将进入世界十大贸易领域之列。我国“九五”期间在环境和水污染基础设施上的投资将超过5 500亿，水处理技术和设备市场份额在其中将占60％以上。这对我国水工业的发展既是机遇又是挑战。