2018年中国臭氧设备行业发展现状及发展前景分析【图】

(2)臭氧在饮用水处理中的作用

臭氧在饮用水处理中主要功能为氧化分解有机物，降低  COD，臭氧将大分子有机物降解为小分子有机物，将小分子有机物降解为水与二氧化碳，再辅以其它方法，使有机物的去除更为经济有效。新饮用水标准规定 CODMn 应小于  3mg/L，很多地区水源水中 CODMn 约在 5-6mg/L，常规工艺无法达到标准要求，臭氧工艺是降解 COD  最有效的手段之一。臭氧还可以杀菌、消毒、除臭、除味、脱色，去除铁、锰等金属离子，一般情况下不产生副污染物。臭氧作为消毒剂，对一般细菌、大肠杆菌、病毒等特别有效，其杀菌能力比氯系列消毒剂要强几十倍到数百倍，在足够  CT(臭氧浓度×反应时间)值条件下可以控制抗氯性的“两虫”。目前饮用水处理中采用的消毒技术主要有液氯、二氧化氯、紫外线和臭氧，臭氧杀菌消毒效果最好且没有二次污染。  氯消毒技术采用最广泛，但氯消毒会产生“三致”物质，并且难以杀灭抗氯性的“两虫”，单纯的氯消毒已不能达到处理效果，需寻找氯消毒的替代技术。臭氧与紫外线设备投资费用高，并且不能维持管网持续的消毒能力，目前还没有发现既有氯的持续消毒能力又有臭氧的强消毒能力的药剂。氯与臭氧的组合应用成为一种很好的选择，在水集中处理段采用臭氧降解有机物和消毒，提高杀菌消毒能力的同时又没有二次污染，在供水线路上采用添加少量氯，减少氯使用量，降低副作用的同时保持了持续消毒能力。

(3)臭氧-生物活性炭工艺在饮用水深度处理中的优势地位

①臭氧-生物活性炭工艺是目前饮用水深度处理最为成熟的工艺

臭氧-生物活性炭处理工艺在世界发达国家已得到广泛运用， 有悠久应用历史、丰富实施技术数据和大量成功案例。欧洲的自来水厂在 20  世纪初就开始采用臭氧工艺，目前法国、德国的水厂大多采用了臭氧深度处理工艺。 20  世纪八十年代以来，由于美国环保局对出厂水和管网水的消毒作了更加严格的规定，迫使当时的美国水厂必须采用臭氧深度处理技术改造来达到供水要求。我国饮用水应用臭氧-生物活性炭深度处理技术已有十几年历史。臭氧-生物活性炭工艺是集活性炭物理吸附、臭氧化学氧化、生物降解及臭氧灭菌消毒等功效为一体的工艺。该工艺首先利用臭氧预氧化作用，在预臭氧接触池内投加臭氧，主要作用是杀藻、改善絮凝效果和初步氧化分解水中的大分子有机物及其他还原性物质，降低生物活性炭滤池的有机负荷，同时臭氧氧化能使水中难以生物降解的有机物断链、开环，转化成简单的脂肪烃，改变其生化特性，避免了预氯化产生消毒副产品。在后臭氧接触池内投加臭氧，主要作用是氧化有机物(将大分子有机物变为小分子有机物，以利后续生物活性炭吸附降解)、杀死细菌、病毒、病原体等，并为后续活性炭提供充足的氧源。活性炭能够迅速地吸附水中的溶解性有机物，同时也能富集微生物，靠臭氧产生的充足氧源，炭床中的微生物就能以有机物为养料大量生长繁殖，使活性炭吸附的小分子有机物充分生物降解。

臭氧在饮用水处理工艺中的应用示意图

数据来源：公开资料整理

臭氧-生物活性炭工艺可以处理微污染水中的有机物、氨氮、色度、浊度、嗅味等，使有机物浓度降低至  0.7mg/L~1.6mg/L，氨氮浓度低于检测限值，对水中的无机还原性物质、色度、浊度、嗅味也有很好的去除效果，并且能有效降低出水的“三致”物质，解决膜技术无法去除的溶解性有机物和嗅味，有效去除药物及个人护理品污染物。

②臭氧-生物活性炭与粉末炭—超滤膜两种深度处理工艺对比

目前，我国的饮用水深度处理工艺主要有臭氧-生物活性炭工艺与刚刚出现的粉末炭+超滤膜深度处理工艺(膜技术)。膜技术是新兴的高效分离、浓缩、提纯、净化技术，是采用高分子膜作介质，以附加能量作推动力，对双组分或多组分溶液进行表面过滤分离的物理处理方法。粉末炭+超滤膜工艺在饮用水深度处理方面尚处于起步阶段，其对进水水质要求较高，必须要经过各种严格的预处理和常规处理，  避免频繁的膜淤塞和污染等问题而提高运行成本。 在 CODMn 为 6mg/L 左右、有嗅味、氨氮高的水质条件下，与臭氧-生物活性炭处理工艺特点对比如下：

臭氧-生物活性炭与粉末炭—超滤膜工艺特点对比

数据来源：公开资料整理

另外，臭氧氧化和生物活性炭降解可有效去除有机物，膜处理会产生需进一步处理的浓缩液。综上，针对我国水源微污染水质的特点，臭氧-生物活性炭工艺具有应用经验成熟、实施效果优秀、技术完善和经济成本低的优点，是目前国内经济有效的饮用水深度处理技术，发展空间巨大。

(4)臭氧设备在饮用水处理行业市场规模

2010-2015 年，我国生活用水量波动稳定，截至 2015 年末，生活用水量已达790.50 亿立方米。2012 年 7 月 1  日起，我国所有城镇水厂供水水质必须达到新饮用水标准规定的 106 项指标。2016 年年末，城市供水综合生产能力达到 3.03亿立方米/日，比上年增长  2.2%，其中，公共供水能力 2.39 亿立方米/日，比上年增长 3.4%。 2016 年，年供水总量 580.7 亿立方米，用水人口 4.7  亿人。全国给水深度处理研究会 2014  年年会上，重点研讨臭氧-生物炭工艺工程应用和运行管理、生物炭的再生利用经验总结、存在的问题和应对措施、膜技术在净水厂的工程应用总结等，并特别对臭氧-活性炭工艺，膜处理等技术的应用情况、存在问题及应对措施等做了深入探讨，水质标准的提高将会使水处理工艺改进方面的投入增加。另外，为满足持续增长的生活用水需求，政府将新建自来水厂或扩大原来自来水厂规模以提升供水能力，同时大力建设和更新供水系统来满足水质标准要求。2020  年，我国生活用水量将达到 949 亿立方米，比 2010 年(765.8亿立方米)增加 183  亿立方米。未来自来水厂对能够进行深度处理工艺的供水设备需求将持续增长。

2、臭氧设备在废水处理行业的发展概况和市场容量

(1)臭氧设备在废水处理行业的发展背景

①废水排放总量大，污染严重

2015 年，全国废水排放总量为 735.32 亿吨，比上年增加  2.67%。污染物排放指标得到一定程度的控制，但总体污染物的排放规模较高，水资源污染形势严峻。

②水资源短缺，工业用水量大

我国属于水资源短缺国家，随着工业化、城镇化快速发展，用水总量快速增加，全国有三分之二的城市存在不同程度的缺水。未来一段时期，我国经济社会持续快速发展，生活和工业用水的需求仍将会有一定幅度的增加，这同时伴随着巨大的废水排放，对水环境的污染和破坏日益严重，加剧水资源的短缺，废水处理及再生利用的重要性越来越突出，日益成为经济发展和水资源保护不可或缺的组成部分。

③国家相应政策支持

2011  年，《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》提出要继续加强主要污染物总量减排，完善减排统计、监测和考核体系，鼓励各地区实施污染物排放总量控制，对造纸、印染和化工行业实行化学需氧量总量控制，加强污水处理设施、污水再生利用设施和垃圾渗滤液处理设施建设，加大对重点流域水污染防治的投入力度，完善重点流域水污染防治专项资金管理办法。污染物排放总量控制措施的实施，将促使各地政府加大监管力度，督促企业加快进行废水处理设施的升级改造。2015  年，《水污染防治行动计划》(又称“水十条”)，提出加快城镇污水处理设施建设与改造。现有城镇污水处理设施，要因地制宜进行改造， 2020  年底前达到相应排放标准或再生利用要求。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。按照国家新型城镇化规划要求，到 2020  年，全国所有县城和重点镇具备污水收集处理能力，县城、城市污水处理率分别达到 85%、  95%左右。京津冀、长三角、珠三角等区域提前一年完成。正在编制中的环保“十三五”规划将以环境质量改善为核心，气水土三大环境战役将稳步推进。与“十二五”规划相比，环保“十三五”规划的目标实施将由单一目标即总量控制目标、减排目标变成双目标即“环境质量改善”和“污染物总量控制”，其中“污染物总量控制”  将是我国当前及未来一段时间内环境管理的重要抓手。围绕污染物总量控制为核心的考核、监管、奖惩机制将随之出台，各级各地区政府与企业将面临更为严格的污染物排放管理规定，臭氧设备的需求将得到进一步提升，这将对臭氧设备制造行业产生积极影响。《“十三五”生态环境保护规划》以提高环境质量为核心，实施最严格的环境保护制度，打好大气、水、土壤污染防治三大战役。《“十三五”生态环境保护规划》的目标实施由单一目标即总量控制目标、减排目标变成多目标即“生态环境质量改善”、“污染物排放总量控制”和“生态保护修复”，其中“污染物排放总量控制”将是我国当前及未来一段时间内环境管理的重要抓手。围绕污染物总量控制为核心的考核、监管、奖惩机制将随之出台，各级各地区政府与企业将面临更为严格的污染物排放管理规定，  臭氧设备的需求将得到进一步提升，这将对臭氧设备制造行业产生积极影响。