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污水定义

污水，通常指受一定污染的、来自生活和生产的废弃水。

污水主要有生活污水，工业废水和初期雨水。

污水的主要污染物有病原体污染物，耗氧污染物，植物营养物，有毒污染物等。

水处理，简单来说，是通过物理、化学和生物手段，调整水质，使水质达标，以满足生产和生活需要的全过程。

从水处理的应用领域来看，主要分为工业水处理和生活用水处理。

从水处理的业务环节来看，主要分为给水处理和废污水处理及回用。

污水处理：

为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。

污水处理被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

按污水来源分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。

生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水，是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：

①漂浮和悬浮的大小固体颗粒；②胶状和凝胶状扩散物；③纯溶液。

　　处理污水的方法很多，一般可归纳为物理法、化学法和生物法等。

　　污水处理厂：

有人调查100多座大处理厂，一半处于停产状态，还有资金不足\成本高\效率低的，普遍效率不足70%，低的只有40%。

　　污水处理成本能耗情况：

基本都是高能耗\低效率。

　　目前城市生活污水排放已是中国城市水的主要污染源，城市生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重，这就要求我们要把处理生活污水设施的建设作为城市基础设施的重要内容来抓，而且是急不可待的事情。

　　污水现在直接利用情况：

随着人类社会的进步，科技的发展，污水的直接利用已成为可能，使用污水源热泵系统对城市原生污水进行利用。

　　所谓原生污水就城市直接排放未经处理的生活或者是工业废水，现阶段的利用发放是原生污水直接进入污水源热泵系统进行换热，在消耗少量电力的情况下为城市建筑物室内制冷供暖。

污水再利用有几个技术难点需要克服：

堵塞，腐蚀，换热效率。

　　污水源热泵系统是有污水换热器和污水源热泵两部分构成。

城市原生污水直接进入污水换热器进行换热后，换取的热量由污水源热泵内部的热泵做功传递到室内。

　　对城市原生污水再利用，优点是：

节能环保，无污染。

处理技术划分

　　现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理，一般根据水质状况和处理后的水的去向来确定污水处理程度。

一级处理

　　主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。

经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。

一级处理属于二级处理的预处理。

二级处理

　　主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD，COD物质），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准，目前使用比较广泛的是短纤维，悬浮物去除率达95%出水效果好。

三级处理

　　进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。

主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。

整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理（即物理处理），初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，（其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床），生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。

二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。

二、水务行业基本情况

（一）水务行业概况

水务行业是指由原水、供水、节水、排水、污水处理及水资源回收利用等形成的产业链。

水资源是一切生命的源泉，是人类生活和生产活动中必不可少的物质基础和战略性经济资源，所以水务行业随着社会的发展而不断发展，已经成为社会进步和经济发展的重要支柱。

1、世界水务行业概况

地球上水储量丰富，但是可利用的水资源有限。

据专家统计，地球淡水储量仅占地球水储量的2.5%，而参与全球水循环的动态水量又仅为淡水储量的1.6%，约为577万亿立方米。

其中降落在陆地上以径流为主要形式存在的陆地可更新淡水资源约为43万亿立方米，这部分水量逐年循环再生，是人类开发利用的主要对象。

然而这部分水量中约有三分之二是以暴雨和洪水形式出现，不仅难以大量利用，且常常带来严重的水灾。

所以，真正可被人类利用的淡水资源约12.5万亿至14.5万亿立方米，不足地球水储量的1%。

全球人均易于利用的淡水约为2,000至2,500立方米。

20世纪以来，随着世界人口高速增长及工农业生产和社会经济的发展，工商业和城市居民生活用水快速增加，水资源的消耗越来越大。

世界用水量逐年增长，从1940年至1990年，在50年时间内，全球总用水量增加了4倍。

发达国家水务行业自第二次世界大战以来快速发展，目前该行业基本已经进入成熟阶段，供排水设施齐备，供应充足，覆盖面广。

北美、澳洲等地区的供水和污水处理设施覆盖率都接近100%。

全球80%以上的自来水和污水处理设施集中于澳大利亚、加拿大、日本、新西兰、美国和西欧等发达国家。

2、中国水务行业概况

我国水资源总量约为2.81万亿立方米，约占全球水资源总量的7%，居世界第六位。

但由于我国人口基数大，人均水资源约占世界平均水平的四分之一，世界排名第88位，被列为世界人均水资源贫乏国家之一。

从水资源的分布情况看，我国呈现东南多西北少，山区多平原少的状况。

全国约81%的水资源集中分布在长江流域及以南地区，广大北方和部分沿海地区水资源严重不足。

据有关资料统计，全国663个城市中，有400多个城市常年供水不足，110个城市严重缺水。

华北、西北、辽中南、山东及沿海部分城市水资源供需矛盾尤为突出。

水资源短缺已成为制约我国经济和社会可持续发展的重要因素。

从我国用水情况来看，根据国家统计局2009年中国统计年鉴显示，2008年我国用水总量为5,910.0亿立方米，其中农田灌溉用水占62.0%，工业用水占23.6%，生活用水占12.3%。

2008年我国城市用水总量为500.1亿立方米。

其中，生活用水量为228.2亿立方米，生产用水量为177.7亿立方米。

从历年城市供水量看，供水总量平稳增长，生产用水持续下降，生活用水呈现上涨态势，1996年至2008年生活用水平均年增长率为2.6%，城市自来水普及率也由1980年的81%提高到2008年的94.7%。

1996年至2008年中国城市用水情况

（二）污水处理行业的发展概况

1、污水处理行业发展概述

污水处理及再生利用，即利用一定的技术方法，将污水中所含污染物质分离

或将其转化为无害物质，从而使污水得到净化，或进一步达到用水标准回用。

随

着工业化、城市化进程的加快，水污染问题随之扩散到各个领域，给水环境带来

巨大压力，并加剧了水资源的紧张，污水处理及再生利用日益成为经济发展和水

资源保护不可或缺的组成部分。

现阶段，污水处理及再生利用主要是在城市，并主要包括工业废水处理和城

市污水处理。

下图概略显示了污水产生及处理的全过程，图中，工业废水处理包

括在“产业点源工程控制系统”之中；而“城市（片区）污水处理系统”及“污

水资源化工程”，即为城市污水处理及再生利用的环节，其主要是通过建造城市

污水处理厂和再生水厂，对大量产生的生活污水以及排入城市下水道的工业废水

等进行集中处理，不难看出，城市污水处理及再生利用是十分重要的末端治理。

实践中，城市污水处理率和再生利用率成为反映各国或各个城市水污染的治理水

平的主要标志性指标。

污水产生及其处理过程概略图

当今社会，一方面是工业化、城市化不断加速发展，以及与此相伴随的人口

急剧膨胀，导致用水需求量巨大；另一方面，巨大的用水需求实现，又产生了巨

大的污水排放，导致对水环境的污染和破坏日益严重，加剧水资源的短缺。

这样

一种趋势处在高位运行。

从而，污水处理及再生利用所承载的功能越来越突出。

水是基本的自然资源，是组成生命世界和生态环境的基础要素，是任何其他物质

所无法替代的。

2002年世界可持续发展峰会确定了5个可持续发展最优先领域，

水被排在了首位。

面对全球性的水资源短缺及水污染严峻问题，污水处理及再生

利用行业无疑是环保行业乃至国民经济中极其重要并极具发展空间的朝阳产业。

国外发达国家城市污水处理率已平均达到80%以上的较高水平，如德国污水处理

率为86%，瑞士和荷兰为90%，法国为68%，丹麦为85%，意大利为63%，美国为74%

（1985年），开始朝着污水处理普及率100%而努力。

美国平均每1万人拥有一座

污水处理厂，瑞典和法国每5,000人有一座污水处理厂，英国和德国7,000～8,000

人有一座污水处理厂。

水污染控制达到相当高的水平。

目前，国外发达国家的城市污水处理系统已进化到第三代，开始向污水资源

化转变，即把排水系统的最终物——处理后的出水和污泥变为可利用的资源，使

污水处理及再生利用成为一种自然资源再生利用的新兴工业，以及自然生态中水

环境构成的一个系统。

美国上世纪70年代开始，有相当数量的污水处理厂

（WastewaterTreatment）改称为水再生利用厂（WaterReclaimation），立足

水的再生利用进行升级换代改造。

目前，美国有300多个城市的污水进行深度处

理并回用于城市生活等其他方面，再生水总量占用水量的10%左右。

美国从20世

纪70年代以来的30年间，其全国用水量增加1.4倍，但由于注意污水回用，其新

鲜水的总取水量反而逐年减少。

3、我国污水处理行业的发展现状

我国污水处理行业自改革开放以来取得了蓬勃发展。

80年代中期，国家推

进城市综合环境整治，城市污水处理厂的建设力度加大。

“九五”以来，国家对

污染最严重的“三河三湖”（淮河、海河、辽河、太湖、巢湖、滇池）实施重点治

理，污水处理投资增长不断加快，城市污水处理工程建设进入快速发展阶段。

经

过几十年的建设和发展，我国城市污水处理已初具一定规模和水平。

截止到2008

年底全国共建成城镇污水处理厂1,529座，日处理能力达8,836万吨/天，全国

城镇污水处理率达66%，污水处理厂的数量和处理能力分别是1978年底的41倍

和138倍。

1如下图所示：

改革开放30年来全国城镇污水处理厂及污水处理能力发展变化图

近年来，国家从树立和落实科学发展观，发展循环经济，构建社会主义和谐

社会，建设资源节约型、环境友好型社会，建设社会主义生态文明等重大战略思

想出发，把提高污水处理及再生利用率作为实施“节能减排”的重要硬性指标，

不仅加快了城市污水处理及再生利用设施建设的步伐，还促进提升了污水处理的

理念和技术路线，使污水处理开始从推进达标排放向推进“低排放”以及污水再

生利用转变，再生水作为一种合法的替代水源，开始得到越来越广泛的利用，推

动了污水处理向着污水资源化的更高发展阶段迈进。

我国水污染治理已进入了全面推进和向更高阶段迈进的崭新时期，但相比发

达国家，现有治理水平还较低，污水处理的速度还滞后于污染的速度，发展任务

任重道远。

4、我国污水处理行业的发展前景

以国家“节能减排”战略措施的提出和深化实施为标志，我国污水处理及再

生利用设施建设将更加迅猛发展。

根据国家“十一五”相关规划，2010年我国

城市污水处理率将不低于70%，比“十五”末再提高18个百分点，年均提高3.6

个百分点；全国新增城市污水日处理能力达4,500万吨、再生水日利用能力680

万吨，城市污水日处理能力将在“十五”末较高基数的基础上新提高78.6%。

为

此，用于城市污水处理及再生利用的投资将达到3,320亿元，比“十五”时期增

长108.15%。

另据国家环保总局环境规划院、国家信息中心《2008—2020年中国环境经

济形势分析与预测》，在处理水平正常提高的情况下，我国“十二五”和“十三

五”时期的废水治理投入（含治理投资和运行费用）将分别达到10,583亿元和

13,922亿元，其中用于工业和城镇生活污水的治理投资将分别达到4,355亿元

和4,590亿元；而在采取更有力措施情况下，“十二五”和“十三五”时期我国

废水治理投入将分别达到12,781亿元和15,603亿元，其中用于工业和城镇生活

污水的治理投资将分别达到5,753亿元和5,578亿元。

“十一五”后的未来十年，

用于污水处理的投资仍将保持持续增长。

未来重要年份增长情况详见下图：

我国未来重要年份工业及城镇生活污水治理投资增长趋势图

决定未来我国污水处理及再生利用设施建设更为加快发展的主要客观因素

体现在:

（1）我国缺水严重，开始制约经济社会的发展

我国人均水资源拥有量不足世界人均占有量的1/4，排在第121位，是全球

13个人均水资源最贫乏的国家之一。

全国有18个省（自治区、直辖市）人均水

资源量低于联合国可持续发展委员会审议的人均占有水资源量2,000m³的标准，

其中有10个省（自治区、直辖市）人均低于1,000m³最低线。

全国600多个城

市中有2/3供水不足，其中1/6的城市严重缺水。

因缺水每年影响的直接工业产

值达2,000多亿元，影响粮食产量1,500～2,000万吨。

水资源短缺是我国21世纪面临的最突出问题之一。

（2）我国水污染形势依然严峻，加剧了水资源短缺，对老百姓饮水安全和

经济社会的可持续发展已构成较大现实威胁

据《2008年中国环境状况公报》，在监测的全国200条河流的409个断面

中，基本丧失使用功能的劣Ⅴ类水质的断面比例达20.8%，该比例虽在近年来有

所下降，但仍超过了1/5。

另据资料，全国有近50%的河段、90%以上城市水域受

到不同程度的污染，且污染已呈现从河流蔓延到近海，从地表延伸到地下，从一

般污染扩展到有毒有害污染物，形成了点源与面源污染共存、生活污染和工业排

放叠加、新老污染与二次污染相互复合的态势，加剧了水资源短缺，直接危及了

老百姓饮水安全，约有3亿人无法获得安全饮水。

近几年来，我国水污染事故频

发，表明水环境的污染负荷已超过其容量，成为经济社会可持续发展的重大障碍。

根据国家环境保护总局、国家统计局发布的中国绿色GDP核算结果，2004年全

国因水污染导致的环境损失达2,862.8亿元，相当于当年GDP的1.71%。

美国兰

德公司提出缺水和污染将是影响中国经济增长可持续性的八大因素之一，其对增

长率的负面影响达到1%～2%，高于能源价格上涨和外商投资下降的影响。

（3）我国正处在以重化工为特征的工业化中期阶段，城镇化、工业化将持

续、长期和快速发展

根据“十一五”规划，我国城镇化率将由“十五”期末的43%提高到47%，

每年将有1,300多万的人口转移到城市。

另据有关方面预测，今后30年，中国

城市化将成为21世纪最显著的事件之一，届时中国农村人口可能下降到全部人

口的1/3以下，有一半以上的农业人口陆续变为城市居民，我国东南部沿海地区

将出现几百个百万人口以上大城市和若干容纳数千万乃至上亿人口的超大密集

都市带（圈），如珠江三角洲、长江三角洲、环渤海等城市群。

城镇化的发展给

水污染治理和水资源保护提出了更为艰巨的任务，只有正确处理好城镇化、工业

化发展与水污染治理的关系，实现水污染的有效控制与治理，才能保障水资源和

水环境承载不断扩张的庞大人口规模和高增长、高强度的社会经济活动。

（4）我国新农村建设也给水污染治理提出了新的艰巨任务

目前，我国农村面源污染不断扩大，导致流域支流、河网以及地下水的水质

出现持续快速恶化。

随着城市环境治理力度加大，一些难以在城市生存的重污染

行业和企业开始向农村地区转移，也将导致农村的水污染呈现出不断加剧的趋

势。

国家已将保障农村饮水安全纳入了“十一五”规划，并提出加快农村水污染

防治工作。

《国务院办公厅转发环保总局等部门关于加强农村环境保护工作意见

的通知》指出，要逐步推进县域污水处理设施的统一规划、统一建设、统一管理。

有条件的小城镇和规模较大村庄应建设污水处理设施，城市周边村镇的污水可纳

入城市污水收集管网，对居住比较分散、经济条件较差村庄的生活污水，可采取

分散式、低成本、易管理的方式进行处理。

《国家环境保护“十一五”规划》将

“农村小康环保行动工程”作为“十一五”环境保护重点工程之一，提出了建设

2,000个环境优美乡镇，完成1万个行政村的环境综合整治的目标。

国家扩大内

需的十条措施，再次强调加快农村民生工程和基础设施建设。

农村水污染治理已

成为备受关注和重视的、新的亟待开拓的广阔市场。

（三）MBR技术的产生及其优越性能

1、现阶段使用的主要污水处理技术

迄今为止，国内外通行的城市污水处理工艺为二级（强化）生物处理工艺，应

用最广泛的是活性污泥法及其衍生技术。

采用活性污泥法处理城市生活污水和工

业废水在国外已有悠久历史，该工艺自1914年从英国曼彻斯特问世以来，至今

历经近百年。

活性污泥法技术即是将空气连续鼓入含有大量溶解有机物质的污水

中，经过一段时间后，水中即形成生物絮凝体——活性污泥，在活性污泥上栖息、

生活着大量的微生物，这种微生物以溶解性有机物为食物，获得能量，并不断增

长繁殖，通过微生物的新陈代谢作用，将有机污染物转变成无害的气体产物

（CO2）、液体产物（水）和富含有机物的固体产物（微生物群体或称生物污泥）；

最后通过固液分离，实现生物污泥与净化处理水的有效分离。

由于活性污泥法具

有非常高的化学转化效率，对城市污水及有机工业废水中所含的污染物处理十分

有效，从而成为悠久的技术。

近二、三十年以来，随着污水排放量的急剧增加，对污水处理要求的日益提

高，污水处理技术在传统活性污泥法工艺基础上有了多样化发展，出现了缺氧-

好氧（A/O）法、厌氧-缺氧-好氧法（A2/O）、氧化沟法和序批式活性污泥（SBR）

法等被较快推广应用的新技术。

这些新的技术尽管有了许多新的不同进展，例如，

厌氧-缺氧-好氧法（A2/O）强化了除磷效果；氧化沟法使构造相对更简单，运行

管理方便，且处理效果稳定等，但仍是在普通活性污泥法基础上，通过对时间顺

序和空间位置等的调整，来给微生物生长创造更适合的溶解氧条件，以提高其处

理性能和效率，所以，仍属于活性污泥法的衍生技术。

我国污水处理技术水平基本与国外保持同步，并成功地走出了一条引进消

化、研究开发创新的发展道路。

现有城市污水处理厂主要采用普通活性污泥法、

氧化沟法、厌氧-缺氧-好氧法（A2/O）和序批式活性污泥法（SBR）。

其中氧化

沟法、厌氧-缺氧-好氧法（A2/O）和序批式活性污泥法（SBR）在新建污水处理

厂建设中占有越来越大的比重，已成为我国现阶段城镇污水处理的三大传统主流

工艺技术。

详见下图：

如上图，MBR技术在污水处理工艺中的实际应用，即将膜分离装置直接置于

生化池中，构成膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型污水处理系统。

而构

造这样一个系统需要有高性能的膜材料、高效率的膜组器以及先进的MBR工艺。

膜材料是实现膜分离作用的核心部件；膜组器是将膜材料以某种形式组装在一个

基本单元设备内，通过较小体积扩大膜面积和提高膜的工作效率的装置，是MBR

工艺的关键设备；由若干膜组器与自控系统组成的设备集合体为膜组器系统；膜

组器及其系统是实现膜分离作用的主要载体。

然而，水处理的效果除了取决于膜

材料性能和膜组器及其系统的效率外，还取决于MBR工艺的技术水平。

因此，MBR

技术包括膜材料制造技术、膜组器设备技术和MBR工艺技术三大关键领域。

（三）行业发展的现状与趋势

经过多年的发展，我国的工业水处理行业整体技术水平和行业收入规模有了

较大程度的提高。

随着经济的发展及环境保护力度的进一步加强，可以预期未来

5年在“节水、减排”的大战略背景下，水处理行业将迎来一个高速发展的时期。

1、工业水处理行业

工业化进程的加快亦加大了对水的需求。

从2003年开始，我国工业增加值保

持了年均25%的增幅，而同期工业用水量也同样保持增长，年均增幅超过3%，而

同期工业生产对水的需求日益增加。

从工业水处理的行业应用来看，主要分为工

业给水处理和废污水治理两部分：

①工业给水处理的市场规模持续增长

目前，我国工业取水量占全社会总取水量的20%左右，而随着城市化和工业

化进程的加快，工业用水总量大幅度增加，水资源的供需矛盾日益突出，一方面

我国的水资源严重短缺，另一方面却是工业用水浪费严重，用水效率总体水平较

低，目前我国工业用水重复利用率只有20-30%，仅为发达国家的三分之一。

数据来源：

国家统计局

近年来，随着水资源的日益紧缺，除了使用江河水作为工业给水的取水来源

外，也开始探索使用海水、废污水、苦咸水作为给水来源。

根据我国的“节水型

社会建设十一五规划”和“节能减排综合性工作方案”要求，在高用水行业中

（如发电、石油化工、钢铁、纺织等），大力推广海水淡化、废污水回用技术。

要求非常规水源（海水、废污水、再生水（中水）、苦咸水）中海水淡化规模要达

到80-100万立方米/日；北方缺水地区再生水（中水）利用率达到污水处理量的

20%，南方沿海缺水城市达到5%-10%、单位工业增加值用水量降低30%。

工业给水

取水来源的变化将使得工业给水的市场应用范围急剧扩大，从传统的对江河水提

纯利用演变为对非常规水源（海水、废污水、再生水）进行深度处理及利用。

政

策的推动将有力引导、推动工业给水市场的发展。

②废污水治理投资快速增长，市场发展潜力巨大

用水量增加，废污水的排放量亦随之增加。

从2009年我国废污水排放情况来

看，废污水排放量589.20亿吨，比上年增加了3%，化学需氧量排放量为1,277.5

万吨，比上年下降了3.3%，氨氮排放量为122.6万吨，比上年下降了3.5%，总体

来看，各项污染物排放指标呈现出得到控制的趋势，但总体污染物的排放规模仍

然呈现出逐年上升的趋势，我国水资源污染的形势依然严峻。

全国近年废水和主要污染物排放量见下表：

年度

废水排放量（亿吨）

化学需氧量排放量（万吨）

氨氮排放量（万吨）

合计

工业

生活

合计

工业

生活

合计

工业

生活

2006

536.80

240.20

296.60

1428.20

541.50

886.70

141.30

42.50

98.80

2007

556.80

246.60

310.20

1381.80

511.10

870.80

132.30

34.10

98.30

2008

572.00

241.90

330.10

1320.70

457.60

863.10

127.00

29.70

97.30

2009

589.20

234.40

354.80

1277.50

439.70

837.80

122.60

27.30

95.30

资料来源：

2009年《中国环境状况公报》

近年来，我国水污染治理普遍发展，从全面实施工业废水治理、推动城市污

水处理、普及小城镇污水处理，到近年提出的农村生活用水污染治理；