第十一屆上海國際泵閥展

                    上海國際泵管閥展覽會

                    FLOWTECH CHINA (SHANGHAI) 2023

                    2023年6月5-7日

                    上海 | 國家會展中心(虹橋)

                    距離開展

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                    污水處理MBR再次走到變革前夜,時代呼喚破局者登臺

                    曾經的陣營,因為產業界的力量重新分配而發生了改變。在參與和見證了中國環境產業20多年的時代變遷之后,ABCD等方陣內的公司,各自去往新的方向。

                    而過往為行業所熟知的一些技術、工藝、產品形態,最終變成符號,成為參與和見證了環境產業20年興衰的時代標本,也有一些技術,如MBR(生物反應器Membrane Bioreactor,簡稱MBR),繼續在新時期暗流涌動。創業者們克服了對宏觀形勢變化的恐懼,順應召喚,跨越門檻,勇往直前,尋找出路。在新的英雄之旅中,誰將會是破局者?

                    曾經的爭議時代

                    想象一下,假如我們穿越回到2010年,如果你有機會買剛在創業板上市的碧水源的股票,你會毫不猶豫,因為你知道它以MBR為核心,成為膜在污水處理領域應用的急先鋒,開啟并領導了一個環境產業的細分領域,有巨大的升值潛力。

                    這家成立于2001年的技術型創業公司事實上已經成為行業表率,在污水處理膜領域,是一個光芒四射的先行者。但至少在2006年之前,它都并非行業主流公司。

                    一些專家和專業公司認為,MBR技術是生物處理技術與膜分離技術相結合的技術,取代了傳統工藝中的二沉池,遠遠說不上革命性、顛覆性,最關鍵的是,使用MBR的項目成本投資、運營成本都高于傳統污水處理工藝,不適合中國國情。

                    當時我國的污水處理事業還處于起步階段,污水處理廠數量還很少,其中能達到一級B排放標準的污水處理廠也只有一半多,而且不能穩定達標。所以,當時用膜處理市政污水存在巨大爭議。但隨著污水處理排放標準的提高,以及碧水源自身的堅持,我國MBR項目的總規模在2006至2008三年間的增長率分別為67%、100%、78%,并以“高效、高質”為旗號,對傳統污水處理工藝發起挑戰。

                    在這個時期,碧水源作為MBR的重要推動力量,被公認為是中國MBR技術大規模工程應用的開拓者,承擔建設了國內第一個大規模MBR工程“北京密云再生水工程”(4.5萬噸/日)和“引溫濟潮奧運配套工程”(10萬噸/日)、“十堰市神定河污水處理廠改造項目”(11萬噸/日),是當時國內城市污水處理領域MBR技術實力與綜合經營實力最強的企業之一,并在隨后的十余年繼續引領整個細分領域,帶動了膜在污水處理領域的應用。

                    碧水源進行技術儲備,等來了提標改造的機會,它的成功啟發、鼓舞著環保行業:隨著環保需求的增加,不斷會出現大量的技術需求,一個技術型公司也能展翅翱翔,而在資本市場的助力之下,還能飛得更高。

                    關于MBR的核心焦慮

                    MBR技術的“主角”是MBR膜,以膜分離技術與污水生物處理工藝相結合,不但可取消二沉池,還可起到生物倍增效果,可將生化池的活性污泥濃度提高100~200%,將生化池的池容和污水處理設施占地面積減少一半,同時較長的泥齡減少了產泥量。

                    它的優點簡而言之就是占地省、效率高、產泥少、出水水質好,出水直接可作為中水回用,對于某些特定城市的業主很有吸引力。

                    特別是在城鎮污水處理廠開始執行一級A標準后,排放限值中要求處理出水COD濃度不高于50mg/L,SS濃度不高于10mg/L,甚至一些地區出現了更嚴格的地方標準,出現了準地表IV類水的污水處理廠,這意味著只有具備深度處理技術的污水廠才能達標。

                    正是在一步一步的提標過程中,替補席上的MBR膜企業有了上場機會。而且對于有機類、難降解的有毒有害物質污染,MBR的用武之地也非常明顯。

                    但MBR也有缺陷。其一是貴,投資建設階段貴,運營階段也貴;其二是煩,膜通量易衰減,膜的化學清洗頻繁。

                    膜的貴就不用說了,用上幾年還要更換。運營階段貴是因為運行能耗高,MBR膜系統的運行能耗約占到整個污水處理廠運行能耗的50~70%,而MBR膜系統最大能耗占比來自于膜吹掃曝氣環節,膜吹掃曝氣能耗通常占到MBR膜系統能耗的70%以上。

                    這也解釋了2010年前,MBR在中國市政領域應用規模較大的地區主要集中在北京、江蘇、廣東及湖北等地的原因,其他地區想用也用不起。

                    但在最近的十余年里,國際膜材料及膜應用取得了巨大的技術進步, MBR膜的膜通量、使用壽命、運行成本和耐污染性等指標都得到大幅度提升。在市場競爭和生存壓力的倒逼之下,國內的膜生產企業和膜應用企業的產品和技術也取得了顯著的進步。

                    在市政污水處理領域的MBR工程項目,以前常用的MBR設計平均膜通量8~15LMH,而2021年10月開始實施的國家標準《室外排水標準》將設計平均膜通量提高到15~25LMH,這意味著同樣的污水處理量,膜的使用面積減少,即提高了膜應用效率,有助于降低MBR的建設成本。此外,隨著近十年膜的大規模生產應用,膜的價格也逐年降低。

                    MBR膜在市政污水中的使用壽命也從15年前的1-3年上升到5年,甚至更長。

                    風云際會

                    產業界在努力的同時,外部環境也在發生變化。

                    標準在提高。

                    雖然國家標準中“一級A”是最高要求,但我國污水處理行業早已涌現了一波以地表“Ⅳ類水”或“準Ⅳ類水”為排放標準的項目。新實施的提標改造項目,標準也越來越高。

                    業內普遍認為,北京市開風氣之先,最早將“Ⅳ類水”的《地表水標準》接軌污水處理廠排放標準,并于2012年通過出臺地方標準的形式,從法規條文層面明確了這一選擇。

                    天津市、四川省、浙江省、昆明市、江蘇省、浙江省、湖南省、寧夏等紛紛跟進出臺地方標準,還有四川、重慶、河北等省市出臺了流域標準,準“Ⅳ類水”標準成了污水處理廠標配。

                    這些標準的趨勢之一就是愈來愈低的COD、總氮、總磷限值,一些省市最嚴格的COD指標到了20mg/L,已經在對標《地表水標準》里的“Ⅲ類水”。

                    盲目提標不可取,但在污水資源化的政策背景之下,單純的污水處理廠都在進化成再生水廠,這在許多地區也是一個顯而易見的趨勢。

                    地下污水處理廠出現。

                    最近六七年來,在我國,地下、半地下污水處理廠已經從個別地區、個別公司的吃螃蟹行為,變成了多個城市、多個公司都喜聞樂見的一種污水處理廠建設形式。

                    2020年浙江省甚至提出,6月30日以后建設的規模以上污水處理廠,都將采取“地下污水處理、地上綜合利用”的建設模式。

                    2022年5月,國務院辦公廳印發《關于進一步盤活存量資產擴大有效投資的意見》,提出因地制宜積極探索污水處理廠下沉、地上地下空間綜合開發。

                    這些新情況,對于推動MBR的應用來說都是較為有利的,因為在水平較低領域,MBR的身價就會顯得昂貴,但在水平要求高的領域,MBR與其他工藝之間的成本就進一步縮小,各種優勢更明顯。

                    國際上也有一些新情況,發達國家的先進膜公司一回頭:士別三日當刮目相待,中國公司在膜領域的水平馬上就要趕上來了,引起了他們警惕之心。

                    2017年,GE出售其水處理公司,其中很重要的資產是它當年收購的膜界老大澤能的膜業務。當時至少有三家中國公司參與了收購:一家是博天環境,第二家是中車旗下南方匯通的時代沃頓,還有一家資本公司叫國投創新,三家中國公司出價不低,都是35億歐元以上。

                    但這些公司,無論出價高低,都在倒數第二輪出局,誰讓它們是中國公司呢?當時,GE的膜技術在全球領先,美國人認為不能讓中國公司擁有這種先進技術,GE水處理公司最終以32億歐元的成交價格花落于國際水務巨頭蘇伊士環境之手。

                    MBR的技術奇點

                    要想在風云際會之時,克服MBR的核心焦慮,必須降低投資、運營成本,并降低運營過程中的復雜程度。

                    而想要達成這兩個條件,業內的共識是要提高可持續運行的膜通量,降低運行能耗,延長膜壽命,這就是該技術的技術奇點。

                    從行業發展的角度看,碧水源已經把膜在污水處理領域的應用從奢侈品變成大家能接受的產品。發展到一定的階段以后,當初反對用膜的人也認可MBR的出水水質好和用地省,但依然因為成本的原因表示反對。

                    MBR技術,要想讓好東西變得不貴,需要重大的技術突破,需要顛覆性創新。一如20年前,我們桌子上的顯示器,都是大塊頭的CRT,輕薄的LCD是奢侈品,但現在,當初幾萬塊一個的液晶顯示屏,現在的價格只是當時的幾十分之一。

                    MBR的使用就像油田采油一樣,采油是把水打下去,把油提上來,MBR則是用氣把膜絲表面擦干凈,把水抽走,每產多少立方水需用多少立方空氣,即所謂氣水比。貴就貴在:買膜貴,用膜貴,換膜貴,三樣都貴。

                    買膜的時候往往屬于政府的一次性投資,運行電費則和氣水比呈正比例,行業內大多數膜廠家的產品氣水比是8~12:1,這個數據是難以作弊的,風機開著,有儀表數據,出多少水,用多少氣,氣少了膜就堵了,還會夾泥,加重膜污染。這是沒法忽悠的。

                    按處理規模計算,現在中國的MBR工藝大概占污水處理全行業約10%。我國MBR項目中微濾膜的應用占比較大,MBR微濾膜的使用壽命一般五年左右,超濾膜則能有十幾年的壽命。早期歐美市場的MBR也廣泛使用微濾膜,而近十年已完成了30~40 nm超濾膜對100~200nm微濾膜的全面替代,現在大部分都是采用超濾膜,這使得歐美市場的MBR膜的使用壽命大幅提升,平均使用壽命達到12年左右。超濾膜的使用有助于MBR膜的使用壽命、膜通量衰減率、藥洗濃度和頻次等指標大幅改善。我國MBR市場現在也到了從微濾膜切換到超濾膜的時刻。

                    但是如果膜仍然賣得很貴,那很難替代,必須先把成本降下來。比如說LCD領域的京東方,曾經差點死掉,求生之道就是把下一代的產品成本降得足夠低,性能卻依然很好,甚至超越原來的性能。MBR膜也需要這樣的超越。

                    膜行業注定要解決原有的運行成本高、膜通量易衰減、使用壽命短等痛點,提供給客戶低噸水運行成本的可靠產品,提升客戶的使用舒適度和滿意度,填平“挺膜派”和“反膜派”之間的鴻溝。

                    變革前夜,誰會是破局者

                    在膜行業,歐洲和北美被公認為技術高地,引領了國際膜行業技術的發展。而在歐洲生產MBR膜的技術領先企業中,除了蘇伊士收購的GE膜的匈牙利膜工廠外,近些年引起歐美膜行業持續關注的是德國一個叫SIMMERN的小鎮。

                    這個小鎮的特產除了“雷司令”白葡萄酒外,還有一家叫Supratec Membrane GmbH的膜制造公司,這家公司在小鎮建有按工業4.0標準建造的全自動膜工廠。業內分析人士透露,該工廠生產的超濾膜的各項技術性能近幾年在歐洲最好水平基礎上又取得了重大提升,給其他國際膜制造商帶來巨大的壓力。

                    Supratec Membrane GmbH這家公司一直有著神秘的色彩,2020年三峽長江生態環保集團入股世浦泰引發了業內關注,也揭開了它的面紗:這家技術頂尖的德國超濾膜制造商的股東,竟是注冊于中國上海的世浦泰集團,其背后的實際控制人是中國人。這可以看作是當年中資收購GE膜未獲成功之后中國人對高端膜技術的一次完美逆襲。

                    而逆襲的艱辛或許只有世浦泰創始人張顯超才能深刻體會,這位畢業于上海交通大學、從汽車行業進入膜行業的“跨界者“很少出現在公眾場合,”十年磨一劍“是張顯超對過往經歷的總結:前后花了約十年時間,資金投入近十億,從與德國膜公司合作,到成為德國Supratec Membrane GmbH實際控制人。同時,還對位于SIMMERN小鎮的膜工廠進行工業4.0標準的全方面升級改造,實現高品質超濾膜產品性能,最終成為全球技術領先者。

                    “整合全球技術資源,為我所用”,技術背景出身的張顯超對技術有著極致的追求,除了在上海和德國的研發技術團隊外,又先后在加拿大和匈牙利成立了膜技術研發中心,匯集了中國、北美、歐洲等多國的高水平研發技術人員,這些人員大都曾經在國際一線膜制造公司從事過技術工作。與華為在海外設立研發中心類似,在北美和歐洲等全球膜行業的人才聚集地就地設立研發中心,就地招募高水平研發技術人員,為世浦泰的膜產品成為國際一流產品奠定了基礎。

                    對于膜行業即將到來的變革,世浦泰集團總工程師白海龍提到了“333”目標, “333”表示對于日處理規模萬噸級以上的城鎮污水處理廠而言,能夠持續穩定運行的膜通量達到30LMH,膜吹掃氣水比降至3:1以下,MBR工藝污水廠全廠運行噸水電耗降至0.3kwh/m3以下。這個目標的達成,意味著MBR工藝實現了與傳統工藝相同甚至更低的投資成本、運行成本和全生命周期綜合成本,而MBR工藝占地省、出水好的優勢依然保留,屆時行業將會重新定義?!?/p>

                    在低碳和高質量發展的趨勢背景之下,膜行業發展也迎來了拐點。E20薛帥曾經提到過膜界的“老三強”和“新三強”,而行業則希望更多的強者出現,變革前夜,時代呼喚有更多的 “破局者“!

                    (來源:中國水網)

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