韩业天
二、水务行业发展状况分析
(三)水务行业进入障碍
1.政策壁垒
水务运营项目一般由政府招标,在运营、定价等方面有着严格的标准,实施特许经营。2002年《关于加快市政公用市场化进程的意见》中建立政府特许经营制度,水务特许经营权的运营时间一般在25-30年,前期基础设施建设需要大量的资本投入,且供水管网和污水收集管网的建设一般在特许经营服务区域内,具有一定的地域性、不可移动性和不可替代性等特点。作为城市基础设施,一般不会重复建设。一家企业在获得特许经营权后通常会对企业所在区域市场进行长期经营,具有排他性和区域独家性,因而具有特许经营壁垒。
2.资金壁垒
水务行业通常是重资产经营模式,具有资本密集型的特点。供水厂及供排水管网等基础设施建设前期需要大量资金投入,建设周期长,新进入者会面临巨大的财务压力。另一方面,水价受到地方政府的管理,收入依赖长期稳健运营,因此资金实力成为阻碍新企业进入水务行业的重要壁垒。
3.技术及业绩壁垒
供水和污水处理需要专业的技术。城市供水更涉及管道设施工程和清水输送、二次供水等诸多环节,随着水质标准的提高,对于水务行业企业提出了更高的技术要求,也对新进入者形成了较高的技术壁垒。同时,水务行业对企业的管理效率、专业经验、资金实力和既往业绩的考量也意味着市场上现有经营良好企业具有先发和规模优势,新进入者进入较为困难。
(四)水务行业经营模式
水务行业经营模式丰富,但可以肯定的是政府在水务设施建设中的主导地位,核心是授予企业特许经营权。近年来水务经营模式从单一的自主投资运营模式逐渐扩展到政府与社会资本合作的模式,根据企业与政府权利与义务的不同,常见的具体经营模式如下:
👇图表 25:水务行业常见经营模式
(五)水务行业技术水平
1.供水行业
(1)自来水处理技术
常见的自来水处理技术包含:絮凝沉淀处理技术、活性炭处理技术、臭氧氧化处理技术、膜处理技术。
(2)自来水处理技术的特点
①絮凝沉淀处理技术
絮凝沉淀技术主要是通过投加净水剂,将水中的悬浮物以及一些杂质凝结成絮凝体,然后将水中的悬浮颗粒分离去除。其中沉淀池的原理主要是通过搅拌机高速运作,提高沉淀剂与水中的悬浮物混合,再通过低速搅拌机促进混凝效果,最后通过部分污泥回流到沉淀池进水口来控制水源浊度的相对稳定,从而使得高效反应沉淀池的运行既高效又稳定。
②活性炭处理技术
活性炭处理技术主要是依据活性炭对水源中的有机污染物的强吸附能力,和对微生物法不能去除的污染物有良好的净化效果。活性炭处理工艺多利用在居民饮用水深度处理。同时,活性炭也会经常用来处理电镀废水和冶炼工业所产生的废水,因为活性炭也对废水中的重金属具有很强的吸附作用,可以净化水质,明显改善废水的清澈程度,最后还能去除工业废水的异味。
③臭氧氧化处理技术
臭氧氧化技术主要是使用含低浓度的臭氧的空气或者氧气,利用其自身的特性,可以去除水中酚、氰等污染物质,除去水中铁、锰等金属离子,除异味和臭味。臭氧氧化法的主要优点是反应迅速,流程简单,没有二次污染问题。如果在处理水质特别复杂的水源时,可以利用臭氧氧化技术,结合传统的净水工艺进行水处理,实现高效的净水处理结果。
④膜处理技术
膜处理技术是水处理领域的一项关键技术。常用的膜技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透。膜技术应用于给水领域有诸多优点:出水水质稳定,受进水水质波动的影响小;出水生物稳定性好;能够减少混凝剂和消毒剂投加量,减少消毒副产物的产生;膜分离工艺以组件的形式构成,可以适应不同生产能力的需要,而且会使水厂的用地大大减少。但是膜处理技术的投资成本和维护成本相对较高。
2.污水处理行业
(1)污水处理技术
污水处理按处理深度可分为一级处理、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。常见的污水处理技术有:AAO处理工艺、SBR工艺、氧化沟工艺、CASS工艺、膜生物反应器技术(MBR)。
(2)污水处理技术特点
①AAO处理工艺
AAO工艺目前是污水处理二级处理最常用的生化工艺,可以同时完成有机物、NH3-N、总氮以及总磷的去除。常规的AAO设置和基本原理大致如下:
在首段厌氧池,原污水及二沉池回流的含磷污泥同步进入,污水中磷的浓度升高,溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降;在缺氧池中,反硝化菌利用污水中的有机物作碳源,将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气,有机物浓度下降,NO3-N浓度大幅度下降,而磷的变化很小;在好氧池中,有机物被微生物生化降解而继续下降;有机氮被氨化继而被硝化,使NH3-N浓度显著下降,但随着硝化过程使NO3-N的浓度增加,磷随着聚磷菌的过量摄取转移到活性污泥中,从而水中的磷含量也以较快的速度下降。
②SBR工艺
SBR工艺需在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥,当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时,微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢,将有机物降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离,废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。SBR工艺处理设备少、运行效果稳定,工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活。
③氧化沟工艺
氧化沟工艺作为一种成熟的活性污泥污水处理工艺已在全国范围内得到广泛应用,它是活性污泥法的一种变型。活性污泥在首尾相连的封闭曝气沟中循环,污水中的有机物被活性污泥中的微生物和细菌降解去除,从而达到净化污水的目的。
目前应用较为广泛的氧化沟类型包括:帕斯韦尔(Pasveer)氧化沟、卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟、奥尔伯(Orbal)氧化沟、T型氧化沟(三沟式氧化沟)、DE型氧化沟和一体化氧化沟。
④CASS工艺
CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称,CASS池分预反应区和主反应区。在预反应区内,微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物,经历一个高负荷的基质快速积累过程,这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用,同时对丝状菌的生长起到抑制作用,可有效防止污泥膨胀;随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水功能于一体,污染物的降解在时间上是一个推流过程,而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中,从而达到对污染物的去除作用,同时还具有较好的脱氮、除磷功能。
⑤膜生物反应器技术(MBR)
MBR是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的污水处理技术,它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留,省掉二沉池环节。活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间和污泥停留时间可以分别控制,而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。与传统的生物处理方法相比,MBR技术具有生化效率高,抗负荷冲击能力强,出水水质稳定,占地面积小,排泥周期长,易实现自动控制等优点。
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