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感矛须
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1 膜技术水处理行业的深度行业调研报告 ( 作者桑德集团丁敏 v ) 重要概括膜法水处理出水水质明显好于常规处理方法 ; 排放标准越来越高, 利好膜行业 ; 膜技术逐渐成熟膜材料成本逐渐下降 ; 膜元件的生产和研发是整个膜法水处理产业链技术核心, 收入和利润占据产业链的近 50%; 反渗透膜的市场规模占比最高约 45%, 技术含量壁垒经济价值最高 ; 膜元件高端市场被国外巨头垄断, 利润丰厚低端市场暂无垄断, 竞争非常激烈 ; 膜元件生产向高端发展是大势所趋 ; 纯粹的膜制造企业向全产业链延伸是行业发展的趋势, 被国内环保巨头并购也是一大趋势 ; 国内环保巨头并购膜制造企业, 向上延伸产业链是一大趋势, 行业前几名几乎都参与对膜技术公司的并购 ( 例如 2015 年万邦达维尔利的两宗并购 ) 观察环保行业前几名, 全面进入拼爹时代例如碧水源有国开行, 万邦达有神华和中石油中小膜企业加入有大型国企背景的环保巨头产生的协同效应会更高 1 / 26

一水处理行业的概况我们先来普及一下污水处理市场概况水处理过程及膜的应用情况 1. 水资源污水水质的分布 2.

16%, 到 2014 年, 数量达到 6031 座, 不过增速已经放缓,2014 年增速为 12.43% 同期, 城镇污水处理量年均增速达到 18.

38% 同时, 据住建部数据, 2010-2015 年城市污水处理能力年均提高 6.

2 一水处理行业的概况我们先来普及一下污水处理市场概况水处理过程及膜的应用情况 1. 水资源污水水质的分布 2. 污水处理市场的概况年, 全国城镇污水处理厂的年均增速达到 25.16%, 到 2014 年, 数量达到 6031 座, 不过增速已经放缓,2014 年增速为 12.43% 同期, 城镇污水处理量年均增速达到 18.35%, 到 2014 年已经达到亿吨, 但增速同样下降到了 8.38% 同时, 据住建部数据, 年城市污水处理能力年均提高 6.09%, 至 2015 年已经达到万立方米 / 日, 再生水能力提高到 2317 万立方米 / 日在 2010 年, 城镇污水处理率已经达到 72.90%, 由于后续数据缺乏, 但推测其比率已超过 80%, 因此未来城镇污水处理走势趋缓, 增量空间有限, 存量运营将成为关键另外, 相比于城镇污水处理, 工业废水治理市场已经处于减速区间, 全国工业废水治理投资完成额已经负增长, 2 / 26

3 2014 年增长 -7.72%, 为亿元注 :2015 年底, 城市并县城污水处理能力达 1.7 亿吨 / 日 3 / 26

4 要点总结截止 2015 年末, 中国约有 6500 座污水处理厂, 城镇污水处理能力约 1.7 亿吨 / 日, 全球污水处理能力约 10 亿吨 / 日 3. 污水来源和处理流程我们以市政污水处理为例, 处理的对象是排放到市政管网中的污废水这些污废水有三大来源 : 生活污水工业污水初期污染雨水, 其中, 工业污水一般要经过预处理, 达到国家和地区的排放标准才能排放到市政管网中当然, 偷排不达标排放是另外一个问题在对水处理流程中, 废水一般要经过初沉池生化反应器二沉池等环节, 在生化反应器中, 由于采用不同的固定微生物的方法, 因而出现氧化沟传统活性污泥法 A2/O SBR A/O MBR 等水处理技术通常所说的膜法水处理, 指的就是 MBR 水处理技术, 目前, 其使用的主要是微滤膜和超滤膜 4. 膜法水处理和传统水处理的区别使用膜法技术可以大幅度提高产水水质按处理深度, 可将污水处理分为一级处理二级处理和深度处理一级处理的主要目的是去除悬浮状态固体, 常采用物理法, 对于 BOD5 的去除率一般在 20%~30%; 二级处理的目的是进一步去除污水中胶体和溶解性污染物, 常使用生物法,BOD5 的去除率在 90% 以上 ; 深度处理以达到更高的处理与排放要求或污水回用为目的膜法技术通常用于处理二级处理活性污泥出水, 或者将膜处理系统直接置于生化池, 代替原有二沉池絮凝沉 4 / 26

5 淀池等环节使用膜法技术改造之后, 传统污水处理工艺可以直接生产出高品质再生水 MBR 膜应用要点总结水处理行业具有刚性需求属性水需求持续增长污水处理市场快速发展, 但增速已放缓以水处理为主要手段的水资源循环利用是解决上述矛盾最佳方案 5 / 26

二政策向导近年来, 膜技术水处理行业的相关政策政策名称时间政策主要内容国务院关于加快培育和发展战略新兴产 2010 提出要大力发展高性能膜材料业的决定国务院中国膜工业协会十二五规划工信部 2011 开发并实现通过多种方法和用多种膜材料的超微滤膜制膜技术 ; 积极推广反渗透法海水和苦咸水淡化技术 ; 在市政供水领域加快推进膜法处理技术, 大力推进废水资源化

6 二政策向导近年来, 膜技术水处理行业的相关政策政策名称时间政策主要内容国务院关于加快培育和发展战略新兴产 2010 提出要大力发展高性能膜材料业的决定国务院中国膜工业协会十二五规划工信部 2011 开发并实现通过多种方法和用多种膜材料的超微滤膜制膜技术 ; 积极推广反渗透法海水和苦咸水淡化技术 ; 在市政供水领域加快推进膜法处理技术, 大力推进废水资源化高性能膜材料科技发展十二五专项规划科技部 2012 提出十二五期间将实现 5-8 种关键膜材料的国产化, 培育龙头企业力争形成 10 家以上上市公司, 到 2015 年膜产业产值将达千亿规模水污染防治计划 ( 水十条 ) 环保部 2015 预计 4-5 万亿元的水污染治理投入, 全面实施水十条正式拉开序幕中国膜行业十三五战略发展规划编制中 2015 末产值规模再翻番, 达到 2500 亿亿元, 膜产品出口产值每年超过 100 亿元 2015 年 4 月国务院发布水十条, 其中明确 : 敏感区域 ( 重点湖泊重点水库近岸海域汇水区域 ) 城镇污水处理设施应于 2017 年底前全面达到一级 A 排放标准 ; 建成区水体水质达不到地表水 Ⅳ 类标准的城市, 新建城镇污水处理设施要执行一级 A 排放标准水十条提标改造投资空间预计约 400 亿要点总结水资源安全是国家安全的重要组成部分, 近年来国家大力扶持水处理膜产业的发展排放标准越来越高, 利好膜行业 6 / 26

7 三膜法水处理介绍 1. 概要膜技术是膜分离技术的简称, 是仿生物学膜, 通过人工材料 ( 膜材料 ) 实现不同介质分离的技术膜分离是以对组分具有选择性透过功能的膜为分离载体, 通过在膜两侧施加一种或多种推动力, 使原料中的组分选择性地优先透过膜, 从而达到混合物分离, 并使产物提取浓缩纯化等的一种新型分离过程膜的分离精度主要取决于其过滤孔径大小, 可分为微滤 (MF) 超滤(UF) 纳滤(NF) 反渗透(RO) 膜膜技术广泛用于环境能源电子医药等各个方面由于膜技术可以去除常规处理工艺难以去除的水污染物, 在水处理领域的应用越发受到重视不同种类的膜技术分别应用于不同的细分领域, 主要包括市政污水处理及再生自来水处理工业水回用海水淡化家用净水器等膜材料 - 原理示意图 2. 技术原理膜材料 (Membrane) 制作 : 膜是具有选择性分离功能的材料, 以膜为分离介质, 通过在膜两边施加一个推动力 ( 如浓度差压力差或电位差 ) 时, 使原料侧分组选择性的通过膜, 以达到分离提出的目的根据压差驱动膜分类, 或根据孔径大小及可通过溶质大小的不同, 膜材料制作可分为微滤 (MF) 超滤(UF) 纳滤(NF) 反渗透(RO) 膜四种膜元件 (Element) 制作 : 膜元件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膜元件的作用是用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离纯化浓缩膜元件制作分为平板式卷式管式中空纤维式四种 7 / 26

膜组件 (Module) 制作 : 由若干膜元件与自控系统组成的设备集合体为膜组件系统 ; 膜组件及其系统是实现膜分离作用的主要载体膜材料 - 孔径大小过滤效果示意图 1 膜材料 - 孔径大小

0µ 从溶液中截留悬浮物细菌类微粒子大分子有机物等, 以达到净化分离浓缩的目的可作为一般料液的澄清保安过滤空气除菌主要应用于污水废水处理以及工业特种分离等领域超滤 (UF) 0.

8 膜组件 (Module) 制作 : 由若干膜元件与自控系统组成的设备集合体为膜组件系统 ; 膜组件及其系统是实现膜分离作用的主要载体膜材料 - 孔径大小过滤效果示意图 1 膜材料 - 孔径大小过滤效果示意图 2 膜种类孔径范围过滤效果应用领域微滤 (MF) µ 从溶液中截留悬浮物细菌类微粒子大分子有机物等, 以达到净化分离浓缩的目的可作为一般料液的澄清保安过滤空气除菌主要应用于污水废水处理以及工业特种分离等领域超滤 (UF) µm 截留分子量在 , 能对胶体各类大分子 ( 如蛋白质各类醇细菌病毒微粒子等 ) 进行分离广泛应用于料液的澄清大分子有机物的分离纯化污水废水处理及回用给水净化海水淡化预处理等领域纳滤 (NF) µm 截留分子量在的范围内, 能对小分子有机物, 二价离子等与水无机盐进行分离应用于地表水及地下水处理自来水深度处理咸水脱盐井水脱硬等领域反渗透 (RO) <0.001 µm 需要电压, 通过对溶液施加压力克服溶剂的渗透压, 使溶剂与溶液中的盐类及低分子物质 ( 如无机盐糖类氨基酸等 ) 分离主要应用于家用净水器海水淡化中水回用等领域 3. 膜材料的材质分类根据制造材质不同, 膜可分为无机膜和有机膜 8 / 26

无机膜主要是陶瓷膜玻璃膜金属膜其过滤精度较低选择性较小有机膜由高分子材料加工而成如聚偏氟乙烯 PVDF 聚氯乙烯 PVC 聚醚砜 PES 聚砜

聚醚砜(PES)材质制作的微滤/超滤膜元件反渗透膜的制造材质多为醋酸纤维素(CA)等 4.

中空纤维膜在水处理应用领域使用广泛平板膜一般仅在水资源化领域中的部分工艺中使用如部分膜生物反应器 MBR 中

9 无机膜主要是陶瓷膜玻璃膜金属膜其过滤精度较低选择性较小有机膜由高分子材料加工而成如聚偏氟乙烯 PVDF 聚氯乙烯 PVC 聚醚砜 PES 聚砜 PS 醋酸纤维素 CA 等由于有机膜过滤精度较高选择性大广泛应用于水资源化领域与工业特种分离等领域目前大型水处理方案中使用较多的为偏氟乙烯(PVDF) 聚醚砜(PES)材质制作的微滤/超滤膜元件反渗透膜的制造材质多为醋酸纤维素(CA)等 4. 膜材料的形状分类根据不同形状膜可以分为中空纤维膜 PVDF 平板膜 MBR 管式膜和卷式膜膜的形状是由制作和装配工艺决定的中空纤维膜在水处理应用领域使用广泛平板膜一般仅在水资源化领域中的部分工艺中使用如部分膜生物反应器 MBR 中管式膜则主要用于垃圾渗滤液处理和高固含量液体分离 5. 膜法水处理的技术类别根据技术类别分类主要包括膜生物反应器 MBR 连续膜过滤 CMF 浸没式膜过滤 SMF 和双向流膜过滤 TWF 膜生物反应器 MBR 是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术其主要工艺原理是用超/ 9 / 26

微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的二沉池和常规过滤单元, 实现高效的固液分离和生物菌群的截留, 经其处理后的出水直接达到高品质再生回用水标准以 MBR 为核心的三级水处理系统是目前最好具有一定成本效益的保护水环境和饮用水源的解决方案, 多用于污水排放标准高的传统污水厂提标改造扩建工程, 或新建紧凑高效型的污水处理系统出水水质远超未来几年的排放标准, 出水可安全排放至敏感水环境中

是超低压中空纤维膜技术与连续膜过滤技术相结合而派生出来的一种新型的膜过滤处理工艺它使用开放式中空纤维膜组件, 将膜直接置于充满待处理水的膜池之中, 通过泵的负压抽吸和大气压力, 使水透过膜表面, 从中空纤维膜内侧抽出, 达到过滤净化的目的 CMF 和 SMF 主要用来处理相对清洁的水, 如地表水地下水污水处理厂或预处理后尾水海水淡化和纯水制备过程中反渗透 (RO) 膜组件的前处理水等

10 微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的二沉池和常规过滤单元, 实现高效的固液分离和生物菌群的截留, 经其处理后的出水直接达到高品质再生回用水标准以 MBR 为核心的三级水处理系统是目前最好具有一定成本效益的保护水环境和饮用水源的解决方案, 多用于污水排放标准高的传统污水厂提标改造扩建工程, 或新建紧凑高效型的污水处理系统出水水质远超未来几年的排放标准, 出水可安全排放至敏感水环境中在农业灌溉和工业生产中重复使用, 以及地下水回灌目前在中国市政污水处理领域 MBR 使用较为普遍, 连续膜过滤 (CMF), 是以中空纤维超 / 微滤膜组件为中心处理单元, 配以特殊设计的管路阀门自清洗单元加药单元和自控单元等, 形成闭路连续操作系统, 原水在一定压力下透过微滤 / 超滤膜进行过滤, 达到物理分离净化的目的浸没式膜过滤 (SMF), 是超低压中空纤维膜技术与连续膜过滤技术相结合而派生出来的一种新型的膜过滤处理工艺它使用开放式中空纤维膜组件, 将膜直接置于充满待处理水的膜池之中, 通过泵的负压抽吸和大气压力, 使水透过膜表面, 从中空纤维膜内侧抽出, 达到过滤净化的目的 CMF 和 SMF 主要用来处理相对清洁的水, 如地表水地下水污水处理厂或预处理后尾水海水淡化和纯水制备过程中反渗透 (RO) 膜组件的前处理水等供水深度净化处理中 CMF SMF 应用相对较广双向流膜过滤 (TWF), 是在膜分离过程中, 通过对原水的进出方向进行周期性倒换, 在分离过滤的同时, 利用原水对污染较重的一端进行清洗, 以保持膜的良好通透效果, 达到持续稳定地进行原水分离净化的效果膜法水处理 - 工艺对比示意图 6. 膜法水处理应用范围膜技术在水处理方面的应用约占国内分离膜市场的 85% 份额, 是分离膜的主要应用领域膜法水处理技术目前主要应用于污水处理 ( 包括市政污水处理和工业污水处理 ) 给水净化( 包括市政给水净化和工业给水净化 ) 海水淡化( 苦咸水淡化 ) 和纯水制备等领域 10 / 26

大规模水处理中, 微滤膜超滤膜更适用在大规模的水处理工程中, 包括市政污水处理和工业废水处理, 采用膜法水处理工艺的情况下, 使用的大部分是微滤膜和超滤膜, 这主要与这部分的水处理的要求和该种膜的特性有关在大规模污水处理过程中, 由于处理量大, 最后的出水的标准要求并不高, 并不要求达到饮用水的标准反渗透膜更适用于生产性用水等领域反渗透膜主要应用在生产性工业纯水领域, 主要是制药

11 大规模水处理中, 微滤膜超滤膜更适用在大规模的水处理工程中, 包括市政污水处理和工业废水处理, 采用膜法水处理工艺的情况下, 使用的大部分是微滤膜和超滤膜, 这主要与这部分的水处理的要求和该种膜的特性有关在大规模污水处理过程中, 由于处理量大, 最后的出水的标准要求并不高, 并不要求达到饮用水的标准反渗透膜更适用于生产性用水等领域反渗透膜主要应用在生产性工业纯水领域, 主要是制药微电子食品化工等技术要求较高的领域, 同时在海水淡化也是一个重要的应用领域反渗透膜和纳滤膜成本较高, 且由于其孔径较小, 出水率较低比如, 对于反渗透膜而言, 其进水和出水一般是 2:1 的关系, 也就是说, 至少有一半的水损失掉不过, 如居民自行饮用, 亦或者对于食品制药等工业生产过程中对水的品质要求较高的话, 比如说纯水要求等, 在这些生产性或消费性用水中, 反渗透膜更加适用膜法水处理应用领域示意图注 : 其他领域 - 特种分离一般是指发酵制药等如菌体分离生物法生产丙烯酰胺血液透析实际应用中需要应用多种膜技术应用领域进水水质出水水质要求膜工艺要求超纯水制备一般, 需前端处理高前端用微滤 / 超滤, 后端用反渗透 / 纳滤纯净水制备好高微滤 / 超滤市政污水处理差中微滤 / 超滤工业污水处理一般, 需前端处理视用途为回用还是排放前端用微滤 / 超滤, 后端用反渗透 / 纳滤海水 / 苦咸水淡化差视用途为回用还是供水前端用微滤 / 超滤, 后端用反渗透 / 纳滤 / 电渗析 7. 膜技术和核心优势优势工艺简单污染少出水水质好占地少说明膜技术操作维护简单, 易于实现自动控制管理以典型应用领域电镀行业为例, 由于膜分离技术具有低能耗无相变无污染分离效率高浓缩倍数高等优点, 采用合适的膜类型来浓缩电镀漂洗水, 浓缩倍数可以达到 100 倍 ( 以体积计 ), 并无需增加其他处理工艺膜集成技术用于电镀废水资源化不仅不会造成二次污染, 而且还可回收废水中的有害重金属, 变害为宝, 并同时使水资源得到再利用对于难降解的有机物具有很好的截留作用 ; 对于细菌病毒和重金属等有害物质具有较高截留率这使得膜技术在海水淡化净水器制造工业纯水制备超纯水制备和污水二级深度处理等方面的应用具有不可替代的作用由于膜处理过程中可以维持倍于传统污水处理技术的污泥量, 并同时省去二次沉淀池, 可大量节省占地面积 11 / 26

12 污泥产量少膜技术产生的剩余污泥量比传统活性污泥技术产生的污泥量少 30% 左右, 可节约污泥处理处置费用要点总结膜法水处理的优势明显出水水质高, 市场空间广阔, 但成本较高四膜行业产业链和利润分布 1. 水处理产业链示意图 2. 膜法水处理产业链示意图上游中游下游 12 / 26

包含工程的技术设计工艺设计工程建设技术和工艺设计主要分为膜生物反应器 (MBR) 连续膜过滤系统 (CMF) 浸没式膜过滤(SMF) 和双向流膜过滤技术 (TWF) 下游 :

13 3. 膜法水处理的产业链包括上游 : 包含膜材料膜组件制作膜材料分为反渗透纳滤超滤微滤四种膜组件分为中空纤维式平板式卷式管式四种上游膜材料的性能和价格直接影响膜组件设备的性能膜法水处理工艺的优化空间和水处理设施的投资成本与运营费用膜材料 / 膜元件制作和研发在整条产业链中拥有更高的技术先进性和盈利性中游 : 包含工程的技术设计工艺设计工程建设技术和工艺设计主要分为膜生物反应器 (MBR) 连续膜过滤系统 (CMF) 浸没式膜过滤(SMF) 和双向流膜过滤技术 (TWF) 下游 : 包含水处理设施的运营维护主要涉及给水处理污水处理海水淡化超纯水制作以及膜的清洗更换等 4. 产业链的收入利润分布要点总结膜法水处理产业链 50% 以上的收入和利润, 都在膜材料和组件的制造环节 13 / 26

小型工程应用阶段 (2001-2006 年 ):2001 年国家推出膜产业化政策, 膜法水处理工艺进入深入研究阶段, 部分处理量为几百至几千吨 / 天的小型 MBR 污水处理工程开始建造,2004 年慈溪杭州湾航丰水厂建成, 成为第一个规模 5 万吨 / 天以上的膜法城镇供水项目 3.

14 五国内膜技术水处理的发展历程通过梳理行业产值变化规律, 以及相关政策和标志性事件, 中国膜法水处理行业的发展经历了以下几个阶段 : 1. 实验室阶段 (2001 年之前 ): 我国早在 1967 年就开始了反渗透膜的研制工作,1986 年 CA 非对称反渗透膜实现产业化,1991 年 MBR 技术传入中国,1998 年第一个采用 MBR 工艺的中水回用装置在大连建成, 处理量为 200 吨 / 天这一阶段膜技术主要集中在大学和科研机构的实验室小试中试阶段装置 2. 小型工程应用阶段 ( 年 ):2001 年国家推出膜产业化政策, 膜法水处理工艺进入深入研究阶段, 部分处理量为几百至几千吨 / 天的小型 MBR 污水处理工程开始建造,2004 年慈溪杭州湾航丰水厂建成, 成为第一个规模 5 万吨 / 天以上的膜法城镇供水项目 3. 规模化工程应用阶段 ( 年 ):2005 年国家推出的节能减排和污水资源化政策促进膜产业加速发展以采用 MBR 工艺的北京密云 4.5 万吨 / 天再生水项目为代表的万吨级以上膜法污水处理装置陆续投运这一阶段由于 2008 年北京奥运会和 2007 年无锡太湖蓝藻事件的催化剂作用, 公众对水安全的重视程度显著提升, 为膜法技术规模化推广奠定了基础 4. 全面推广阶段 (2011 年至今 ): 国产膜材技术逐渐成熟, 价格下降, 同时伴随着环保标准日趋严格和民众环保意识增强, 膜法技术在全国多地开始商业化应用, 目前全国投运或在建的万吨级 MBR 城镇污水处理系统已达上百个我们认为中国膜法水处理行业的发展遵循以下规律 : 环保指标日趋严格是促使产业发展的外因, 而以碧水源津膜科技为代表的一批国内膜企技术水平提升以及公众环保意识增强则是产业发展的内在动力, 同时标志性事件在关键时间节点起到了催化剂作用 14 / 26

六膜材料市场和未来趋势分析 1. 国外市场全球膜及膜组件市场销售额, 从 1999 年 44 亿美元上升到 2014 年 186.80 亿美元, 复合增长率 7-8% 2.

15 六膜材料市场和未来趋势分析 1. 国外市场全球膜及膜组件市场销售额, 从 1999 年 44 亿美元上升到 2014 年亿美元, 复合增长率 7-8% 2. 国内市场我国膜产业总产值 ( 指膜制品膜组件膜附属设备及相关工程的总值 ) 从 1993 年 2 亿元上升到 2015 年近 850 亿元, 复合增长率超过 20%, 其中水处理领域占到 85% 以上工信部提出 " 十三五 " 我国膜工业发展目标是, 年均增长率将达到或超过 20%, 故保守预测到 2020 年达到亿元, 膜产品出口产值每年超过 100 亿元 15 / 26

3. 膜材料成本逐渐下降在当前市场, 膜技术在污水处理行业推广应用面临的最重要的制约因素是较高的成本随着膜技术研发和应用的不断推进, 加上国产替代趋势愈发明显, 膜材料及膜技术应用成本都趋于下降而膜材料价格不断下探, 不仅拓宽了膜法水处理应用范围, 膜产品在污水处理领域大规模应用将成为现实以 MBR 膜为例, 过去的 20 多年间,

考虑到财政部有望出台的补贴政策, 可抹平膜技术与传统工艺的造价差距运行费用方面, 以 MBR 为例, 在考虑技术进步带来的能耗下降和污泥处置要求的情况下, 膜处理的运营费用与传统工艺差距仅有 20% 下图以碧水源膜组件投资成本为例 4.

16 3. 膜材料成本逐渐下降在当前市场, 膜技术在污水处理行业推广应用面临的最重要的制约因素是较高的成本随着膜技术研发和应用的不断推进, 加上国产替代趋势愈发明显, 膜材料及膜技术应用成本都趋于下降而膜材料价格不断下探, 不仅拓宽了膜法水处理应用范围, 膜产品在污水处理领域大规模应用将成为现实以 MBR 膜为例, 过去的 20 多年间, 受益于膜工艺设计的改进运行维护方案的优化和膜寿命的延长, 膜产品及其工艺以指数形式下降, 整个生命周期成本从 1992 年 400 美元 / m2降低至 2005 年不足 50 美元 / m2 在实际应用中, 传统工艺污水厂的单吨造价为元, 而采用 MBR 工艺的污水厂单吨造价一般都在 1500 元左右考虑到财政部有望出台的补贴政策, 可抹平膜技术与传统工艺的造价差距运行费用方面, 以 MBR 为例, 在考虑技术进步带来的能耗下降和污泥处置要求的情况下, 膜处理的运营费用与传统工艺差距仅有 20% 下图以碧水源膜组件投资成本为例 4. 膜法水处理厂的变化市政大规模 MBR 应用和膜法市政水厂的规模变化, 与整个膜法水处理行业产值的变化趋势高度一致因此可以认为, 以上两类膜技术的应用在膜法水处理产值的快速增长中起到了主导作用城镇污水处理和城镇供水是膜法水处理技术的主要应用场所, 绝大多数膜法城镇污水处理厂使用 MBR 技术, 大部分膜法城镇水厂采用微滤膜, 部分出水指标较高的水厂同时使用反渗透膜另外, 未来在工业污水处理以及再生水领域, 膜法技术也将有较大发展空间 16 / 26

5. 行业趋势膜元件生产高端化膜元件生产和研发一直是整个膜法水处理产业链技术核心, 占据利润金字塔顶端位置目前低端膜市场国产化程度逐步升高, 但由于技术壁垒下降, 竞争趋于激烈, 导致利润率逐步下降反观高端膜市场, 由于技术差距, 大部分市场份额仍然被国际品牌占领, 利润率维持在较高水平高利润必将吸引更多企业进入,

17 5. 行业趋势膜元件生产高端化膜元件生产和研发一直是整个膜法水处理产业链技术核心, 占据利润金字塔顶端位置目前低端膜市场国产化程度逐步升高, 但由于技术壁垒下降, 竞争趋于激烈, 导致利润率逐步下降反观高端膜市场, 由于技术差距, 大部分市场份额仍然被国际品牌占领, 利润率维持在较高水平高利润必将吸引更多企业进入, 膜元件生产向高端发展是大势所趋向全产业链延伸膜法水处理产业链由膜元件研发和制作膜组件制作成套解决方案提供运营和维护等几部分组成由其中一点切入, 向全产业链延伸, 可以迅速扩大公司营业收入和利润总额, 带来公司的高速成长, 同时塑造品牌形象, 提高抗风险能力, 降低平均成本因此, 向全产业链延伸是行业发展的另一大趋势 17 / 26

18 七. 国内膜技术行业的竞争格局 1. 竞争格局类别典型企业特点国际领先企业 GE 西门子陶氏海德能产品线丰富, 产品质量稳定 ; 销售渠道广阔, 高端市场占有率较高 ; 品牌知名度高 ; 项目管理经验丰富国内领先企业津膜科技碧水源立升时代沃顿产品达到国内一流水平, 品牌知名度得到认可, 产品价格较低国内小型企业国内小型企业经营方式灵活, 产品价格较低 2. 国内膜企规模两极分化趋势明显目前, 中国膜工业规模以上企业约 400 家, 企业规模呈现两极分化趋势大多数国内膜企业有规模较小, 研发实力较弱, 资金实力较差的特点年产值 500 万左右的小规模企业占膜企总数的约 85%; 年产值 1000 万以上一亿以下的中等规模企业约占 10%; 年亿元产值以上企业仅占企业总数的 5%, 但这一类企业集中了行业约 90% 的营业收入如图所示,2015 年碧水源年营业收入为 52.1 亿, 超过所有年产值一亿元以下膜企业的营业收入总和国内膜企中一批规模较大, 竞争力较强的企业已登录资本市场目前在主板上市的膜法水处理相关标的有碧水源津膜科技南方汇通维尔利和万邦达其中, 津膜科技和南方汇通主要以膜制造商的角色出现 ; 碧水源和维尔利是主流的膜工程商 ; 万邦达在 2015 年与日本东丽成立合资公司, 开始生产 MBR 膜元件和膜组件, 并借此机会切入膜法水处理市场另外, 在新三板市场有大概 35 家膜法水处理相关标的 3. 反渗透 (RO) 膜市场反渗透膜主要用于脱盐超纯水制造海水淡化领域反渗透膜技术壁垒远高于微滤和超滤膜在 RO 膜元件制作所使用的 50 余种原材料和辅料中, 聚酯无纺布浓水隔网等至今尚未实现国产化反渗透膜市场份额占比最大 1) 技术含量最高的的是膜元件环节 ( 反渗透超滤和微滤 ) 2) 在各种膜组件中, 反渗透膜的市场规模占比最高, 达到 45% 左右, 微滤膜膜组件其次, 占比 30% 左右, 纳滤和超滤膜占比在 20% 18 / 26

超滤 (UF)/ 微滤 (MF) 膜市场超 / 微滤膜主要用于污水处理及回用, 给水净化以及海水淡化预处理领域是中国目前膜产业中企业数量产品种类型号最多, 能与国外产品相抗衡的领域超滤 /

19 左右反渗透膜属于寡头竞争格局, 国产化率低 1) 全球反渗透膜属于寡头竞争格局, 主要有 7 大生产厂商, 包括陶氏化学日东电工日本东丽美国 GE 美国科氏韩国世韩和时代沃顿 2) 国内市场陶氏反渗透膜领域市场占有率第一, 国产膜仅时代沃顿占比 10% 左右 (2012 年 ) 4. 超滤 (UF)/ 微滤 (MF) 膜市场超 / 微滤膜主要用于污水处理及回用, 给水净化以及海水淡化预处理领域是中国目前膜产业中企业数量产品种类型号最多, 能与国外产品相抗衡的领域超滤 / 微滤膜市场的三个特点 1) 国内超滤 / 微滤膜市场还没有形成垄断局面目前高端市场由科氏为首的国外企业占据了大部分, 中低端市场由国内的企业瓜分 2) 超滤 / 微滤膜国产率目前达到 50% 左右其中的代表企业有津膜科技和海南立昇 3) 国产膜性价比更优秀 : 国内 UF/MF 性能与国外相当, 价格却只有国外企业的一半 4) 市场竞争激烈, 低端产品利润率下滑 19 / 26

20 要点总结反渗透膜的市场规模占比最高, 被国际巨头占据或垄断超滤 / 微滤被国内外大厂瓜分, 尚未形成垄断, 但价格竞争激烈替代进口, 国产膜市场份额逐步增加 20 / 26

成为碧水源第三大股东公司目前拥有子公司超过 100 家, 其中包括上市公司云南水务武汉控股等公司特点全球最大产业链最全的膜技术企业之一具备从膜丝纺织膜设备生产水务工程建设到上游环保评价的全产业覆盖独有 MBR+DF

(DF) 膜, 并整合在污水处理领域已经成熟应用的 MBR 工艺末端, 形成了碧水源独有的 MBR+DF 双膜新水工艺, 抢占了发展战略制高点财务指标 2015 年收入 52.1 亿, 净利润 14.55 亿元, 净利率高达 27.

21 十国内膜技术重点公司介绍 ( 附录一 ) 1. 碧水源公司名称北京碧水源科技股份有限公司 2001 年成立上市公司 (300070) 市值约 500 亿股权结构公司目前实际控制人为文剑平, 主要核心领导层包括刘振国何愿平陈亦力等人 2015 年, 国家开发银行斥巨资入股, 成为碧水源第三大股东公司目前拥有子公司超过 100 家, 其中包括上市公司云南水务武汉控股等公司特点全球最大产业链最全的膜技术企业之一具备从膜丝纺织膜设备生产水务工程建设到上游环保评价的全产业覆盖独有 MBR+DF 双膜新水工艺, 抢占水处理技术制高点通过工程项目的建设运营, 可以使用本公司的膜产品, 从而带动膜产品的销量还拥有国开行股东的强势背景核心技术掌握了国际最先进的 MBR 膜材料制备方法, 研制出全球首支超低压选择性纳滤 (DF) 膜, 并整合在污水处理领域已经成熟应用的 MBR 工艺末端, 形成了碧水源独有的 MBR+DF 双膜新水工艺, 抢占了发展战略制高点财务指标 2015 年收入 52.1 亿, 净利润亿元, 净利率高达 27.94% 其中, 膜产品相关毛利率为 48.51%, 工程毛利率为 17.6% 市场份额截止 2015 年, 采用碧水源膜产品的大型 MBR 工程总规模约 550 万吨 / 天, 占全国大型 MBR 工程总规模的 73% 截止 2016 年 6 月, 世界各地超 10 万吨 / 天的最大的 42 个 MBR 项目总, 碧水源占 24 个, 超过 GE 的 15 个, 居全球第一产值占国内膜总产值约 50% 21 / 26

工程业绩商业模式亮点联姻政府拿订单, 碧水源模式已形成可复制成体系的商业模式, 打造政企合作典范秘籍就是通过长期建立起来的政企信用关系, 与各省会城市或直辖市地方政府合作, 建立合资公司小碧水源, 打造利益共同体, 以技术资金换市场, 开拓了公私合营新典范小碧水源作为地方政府的融资平台, 解决地方资金之困,

已经成立的一系列合资公司小碧水源都是由政府控股, 碧水源最多只占 49% 的股份, 方便地方政府控制并以此为平台进行融资但由于碧水源参股比例较高, 且所有合资公司都由碧水源派人担任总经理, 实现了各子公司管理的一致性, 保障公司切身利益这些根据地的建立, 大大提升了公司跨区域拓展能力, 为公司发展提供了源源不竭的动力

22 工程业绩商业模式亮点联姻政府拿订单, 碧水源模式已形成可复制成体系的商业模式, 打造政企合作典范秘籍就是通过长期建立起来的政企信用关系, 与各省会城市或直辖市地方政府合作, 建立合资公司小碧水源, 打造利益共同体, 以技术资金换市场, 开拓了公私合营新典范小碧水源作为地方政府的融资平台, 解决地方资金之困, 同时也牢牢锁定当地市场, 以资本带项目, 获得稳定收益目前该模式已在北京云南江苏成功应用, 并获得市场的广泛认可在与地方政府成立合资公司后, 对于未上市公司, 碧水源借助自身的平台和资源, 助其迅速上市, 如 2015 年云南水务港股上市 ( 即云水模式 ); 对已上市的公司, 公司增发参股, 如武汉控股已经成立的一系列合资公司小碧水源都是由政府控股, 碧水源最多只占 49% 的股份, 方便地方政府控制并以此为平台进行融资但由于碧水源参股比例较高, 且所有合资公司都由碧水源派人担任总经理, 实现了各子公司管理的一致性, 保障公司切身利益这些根据地的建立, 大大提升了公司跨区域拓展能力, 为公司发展提供了源源不竭的动力碧水源通过技术和资金解决地方政府双难题的经营之道得到了广泛认可自 2007 年起, 碧水源便与全国超过 30 多个省市国有水务公司以 PPP 模式组建超过 40 家合资公司, 证明了公司强劲的综合实力金融布局联合设立中关村银行, 环保 + 金融布局先落一子 2016 年 11 月, 公司发布公告, 拟与用友网络等 10 家 22 / 26

23 公司共同投资发起设立北京中关村银行股份有限公司, 注册资本 40 亿元, 公司出资额为 10.8 亿元, 占设立后北京中关村银行的 27% 的股权, 成为中关村银行第二大股东 23 / 26

2. 津膜科技公司名称天津膜天膜科技股份有限公司 2003 年成立上市公司 (300334) 市值约 50 亿股权结构股东背景强大公司特点主营超微滤膜及组件的生产销售和膜法水资源化整体解决方案核心技术公司在膜材料和膜组件领域掌握核心技术优势, 目前已获批建设膜材料与膜应用国家重点实验室, 成为行业内唯一拥有膜材料及膜应用国家重点实验室的企业,

24 2. 津膜科技公司名称天津膜天膜科技股份有限公司 2003 年成立上市公司 (300334) 市值约 50 亿股权结构股东背景强大公司特点主营超微滤膜及组件的生产销售和膜法水资源化整体解决方案核心技术公司在膜材料和膜组件领域掌握核心技术优势, 目前已获批建设膜材料与膜应用国家重点实验室, 成为行业内唯一拥有膜材料及膜应用国家重点实验室的企业, 自主研发的本体涂敷复合法膜结合了热法纺丝的膜丝强度和湿法纺丝的过滤精度, 为世界首创财务指标 2015 年收入 6.05 亿, 净利润 0.53 亿元, 净利率高达 8.77% 其中, 膜产品相关收入 1.5 亿元, 毛利率为 54.56% 市场份额超滤 / 微滤超 6% 并购事件 2016 年并购江苏凯米, 布局水处理膜全产业链, 强化技术优势江苏凯米的产品主要包括膜产品和膜装备, 具体分为分离膜材料和以分离膜为核心的膜应用解决方案及成套设备收购后公司将成为国内产品线最全的膜产品供应商商业模式膜产业链持续横向延伸, 产业协同效应显著亮点 24 / 26

25 3. 南方汇通 ( 时代沃顿 ) 公司名称南方汇通控股子公司北京时代沃顿科技有限公司 2006 年成立, 上市公司 (000920) 市值约 63 亿元股权结构公司于 1999 年 6 月在深圳上市, 并在 2006 年联合设立时代沃顿, 开始涉足复合反渗透膜行业公司特点传统铁路货车生产商, 转型膜生产供应商是国内规模最大的复合反渗透膜生产企业和技术龙头, 拥有国内最先进的反渗透膜技术和最大的生产规模, 在膜领域的技术稳居国内第一梯队核心技术家用膜和工业膜, 分别获得美国 NSF58 和 NSF61 认证, 使之成为我国唯一获得该两项认证的企业同时, 公司曾多次参与国家 863 计划国家重点新产品等项目, 技术实力强大截止 2016 年 4 月, 时代沃顿拥有专利共计 56 项, 其中发明专利 25 项, 实用新型 31 项是国际上第二家国内唯一一家干式膜元件生产商财务指标 2015 年, 复合反渗透膜业务贡献 5.21 亿元收入 ( 占 62% 总营收 ); 贡献毛利 2.65 亿元 ( 占 68% 总毛利 ) 在过去 5 年, 该业务的营收年均增长 24.20%; 尤其在 2015 年, 其增速达到 30.10%, 同时毛利率攀升 50.88% 市场份额国内反渗透 RO 膜市场份额约 10% 商业模式纯粹以反渗透膜技术绝对领先为突破, 并创造蓝海的一家公司上市公司和国资委的背景, 助其进一亮点步巩固行业地位 25 / 26

4. 万邦达公司名称北京万邦达环保技术股份有限公司,1998 年成立, 上市公司 (300055), 市值约 140 亿股权结构公司特点为煤化工电力石油化工等下游工业项目提供水处理系统全方位全寿命周期服务, 提供水处理整体解决方案公司进入以神华中石油为代表的央企煤化工

比较依赖在大型央企国企中拿项目的能力核心技术无核心膜技术财务指标 2015 年收入 19.71 亿, 净利润 2.9 亿元, 净利率 6.

26 4. 万邦达公司名称北京万邦达环保技术股份有限公司,1998 年成立, 上市公司 (300055), 市值约 140 亿股权结构公司特点为煤化工电力石油化工等下游工业项目提供水处理系统全方位全寿命周期服务, 提供水处理整体解决方案公司进入以神华中石油为代表的央企煤化工石油化工水处理市场, 绝大部分客户为国有大中型企业, 董事长王飘扬应该和神华集团及中石油集团公司高层关系紧密,90% 以上客户集中于神华集团与中石油下属公司, 这一市场存在很强的关系壁垒但是公司水处理解决方案中所需核心部件超滤膜与反渗透膜系外购, 公司并无核心技术竞争力, 比较依赖在大型央企国企中拿项目的能力核心技术无核心膜技术财务指标 2015 年收入亿, 净利润 2.9 亿元, 净利率 6.14% 市场份额工业水具较强的市场竞争优势目前不生产膜, 只做膜应用相关工程总包并购事件 2015 年, 公司子公司江苏万邦达与东丽 ( 中国 ) 投资有限公司等签署合同, 共同出资在盐城市设立生产 MBR 膜元件和 MBR 膜组件的合资企业, 增强了公司高端环保设备的生产能力, 同时进一步延伸了公司在水处理行业的产业链条合资公司 2016 年刚正式成立, 目前还未正式投产商业模式典型的傍大款 ( 神华集团及中石油 ) 亮点后续部分保密, 已经删除 26 / 26

2 第一部分膜法水处理行业概述

2 第一部分膜法水处理行业概述 1 膜法水处理行业发展研究报告二零一八年三月北京中和君益管理咨询有限公司 2 第一部分膜法水处理行业概述 3 水资源概况我国水资源匮乏水质污染问题突出, 用水需求量持续增长, 这造成了水资源供给的严重供需矛盾在此背景下, 水资源循环利用是解决供需矛盾的唯一途径, 这决定了水处理行业在未来较长的时间内具有刚性需求属性, 潜力巨大 (1) 中国人均水资源仅为世界水平的三分之一根据世界银行