2017年中国臭氧行业发展概况、市场前景及细分行业的发展概况

　　一、臭氧行业发展概况和市场前景

　　1、国际臭氧行业发展概况

　　1840 年德国科学家舒贝因将电解和火花放电试验过程中产生的一种异味气体确定为O3，命名为臭氧，臭氧的特性和功能开始进入科学研究领域，在发现其广谱灭菌效果后，逐渐进入了工业化生产应用阶段。

　　1902 年，世界第一座采用臭氧处理工艺的大型水厂在德国帕德博恩建立，目前臭氧工艺在欧美日等发达国家已得到广泛应用，净化后的自来水可供直接饮用；1937 年，世界上第一座使用臭氧处理的商业游泳池在美国启用，目前臭氧已成为奥运水中竞赛项目指定的水质消毒方式；上世纪六七十年代美国开始利用臭氧技术处理生活污水，1975 年，全美有超过1,000 套臭氧装置被安装在污水处理厂，近年来发达国家陆续建立了大规模的臭氧深度处理污水处理厂，例如，日本在缺水地区将污水用臭氧深度处理后作为中水使用；1982 年瓶装水开始使用臭氧杀菌，目前矿泉水、纯净水厂家几乎都装备了臭氧设备。

　　1973 年成立的国际臭氧协会（IOA）成为臭氧研究和应用推广的平台。到二十世纪末，臭氧的工业应用已非常普遍，广泛应用于饮用水处理、污水处理、纸浆漂白、中间体合成、纺织脱色、香料合成、废旧轮胎处理、疾病治疗、仓储运输等领域。例如：2002 年，WEDECO 提供的3 台175kg/h 臭氧发生器在巴西VCP 纸厂用于纸浆漂白，该设备是目前世界上单机产量最大的臭氧发生器。2006年，BOC 公司开发的LoTOx 技术利用氧/臭氧混合气进行烟气脱硝目前已有应用实例，大西洋中部某石油精炼厂采用该技术进行NOX 脱除，美国俄亥俄州1 台2.5万千瓦燃煤锅炉采用该技术进行工程示范，NOX 去除率可达85%～90%；美国加利福尼亚州，利用LoTOx 技术的熔铅炉可去除80%的NOX。随着臭氧技术的不断进步，臭氧在新的应用领域将不断得到突破。

　　目前以瑞士 Ozonia 和德国WEDECO 为代表的国际臭氧行业知名企业国际化发展扩张迅速，分别于1995 年和2002 年进入中国市场，加大了对包括中国在内的新兴国家市场的开拓力度。

　　2、中国臭氧行业发展概况

　　我国臭氧技术起步较晚，上世纪70 年代中期，国内开始进行臭氧技术的研究开发；90 年代，随着矿泉水、纯净水臭氧消毒技术的推广应用，医药行业采用臭氧进行空气杀菌处理，以及小型家用臭氧发生器的应用，促进了我国臭氧行业的发展。

　　2000 年后，我国工业用大型臭氧设备制造技术的研究取得大量成果，在臭氧放电管、熔断器、中高频电源等大型臭氧发生器制造的关键技术取得重大突破，相继研制成功的3kg/h、10kg/h、20kg/h、50kg/h、80kg/h、100kg/h、120kg/h 等大型中频臭氧发生器，将中国臭氧技术逐步提升到国际先进水平。

　　2010 年，《水处理用臭氧发生器CJ/T322-2010》的实施，使我国臭氧发生器标准与国际先进标准接轨，对我国臭氧行业整体技术水平的提升和市场的规范起到重要作用。

　　经过多年的发展，我国的臭氧系统设备制造技术水平和市场规模有了很大提高，并在市政给水、市政污水、工业废水、烟气脱硝、精细化工、泳池消毒、空间消毒、饮料食品等行业得到广泛应用。随着我国经济快速发展和环境保护力度的加强，臭氧行业将迎来一个高速发展的时期。

　　但我国臭氧行业还需进一步完善和规范。首先，产品规格和性能指标需进一步提高，以满足市场对大型、高性能臭氧设备的需求；其次，臭氧设备的集成度、系统配套水平和系统控制水平有待提高，应用技术研发需加大投入，拓展臭氧应用领域，寻求更大市场空间；最后，市场竞争有待进一步规范，避免中、小型臭氧发生器低端市场的恶性竞争局面，鼓励臭氧设备制造企业积极参与国际高端市场的竞争。

　　3、中国臭氧行业发展前景

　　臭氧系统设备广泛应用于自来水处理、废水处理、烟气脱硝、纸浆漂白、精细化工、食品及饮料杀菌等领域。尤其在市政给水深度处理、市政污水和中水处理、各类难降解工业废水处理、烟气脱硝处理等行业的大型环保治理工程中，臭氧系统设备是关键的工艺设备，是国家实现“十三五”节能环保目标的关键设备之一。

　　臭氧行业的未来发展与国家环境保护、节能减排的政策和执行力度密切相关。国家“十三五规划纲要”提出培育服务主体，推广节能环保产品，支持技术装备和服务模式创新，完善政策机制，促进节能环保产业发展壮大。同时，提出要增强节能环保工程技术和设备制造能力，研发、示范、推广一批节能环保先进技术装备。相关规划的出台为主要应用于环保行业的臭氧设备制造创造了良好的发展环境。

　　2010-2015 年我国环境污染治理投资总额为7,612.19 亿元、7,114.03 亿元、8,253.46 亿元、9,037.20 亿元、9,575.50 亿元和8,806.30 亿元，预计至2020 年，我国GDP 总量将比2010 年翻一番，这必将会带动与此相关的臭氧设备制造行业的发展。

我国环境污染治理投资总额

资料来源：公开资料整理

　　“十二五”期间，我国节能环保产业以 15%至20%的速度增长，十二五期间环保投资3.4 万亿元，比十一五期间增长了62%。据环保部规划院测算，预计“十三五”期间环保投入将增加到每年2 万亿元左右，“十三五”期间社会环保总投资有望超过17 万亿元。大量的社会环保投资将带动大型臭氧系统设备的市场需求。

　　受益于国民经济的高速发展、产业结构升级加速、国家对环保问题的日益重视以及投入的不断增大，臭氧设备制造行业正处于快速发展阶段，其应用领域在不断延伸和丰富，对国民经济的直接贡献将逐渐增大，将成为改善经济运行质量、促进经济增长的先进制造业，发展前景广阔。此外，国际市场臭氧设备需求逐年增加，随着我国臭氧设备制造技术逐渐达到并超越国际同类先进企业水平，依靠成本和服务优势，我国臭氧设备制造企业的国际竞争力将进一步提升，国际市场占有率将不断提高。

　　二、臭氧细分行业的发展概况和市场容量

　　1、臭氧设备在给水处理行业的发展概况和市场容量

　　（1）臭氧设备在我国给水处理行业发展背景

　　①生活饮用水水源污染严重，威胁人身健康
根据环保部《2015 年中国环境状况公报》，我国地表水总体为轻度污染，Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类2地表水水质的断面比例分别为26.7%和8.8%，62 个国控重点湖泊（水库）中，Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类共有19 个。而在地下水环境质量的监测显示，水质优良的监测点比例仅占9.1%，良好的监测点比例为25.0%，较好的监测点比例为4.6%，较差的监测点比例为42.5%，极差的监测点比例为18.8%。根据国土资源部公布的《2015 年中国国土资源公报》，地下水质为较差和极差的占比合计61.3%，相较2013 年的59.6%呈上升趋势。

　　造成饮用水水源污染的主要原因是随着我国经济的高速发展，工业废水、废渣、化肥、农药以及日化用品等逐步污染水源。当前水源中的污染物不仅包括细菌、藻类、寄生虫、病毒等微生物，还出现了铅、汞、铬等重金属和氰化物、氟化物、亚硝酸盐等对人体健康有害的无机物，而且还有对生活饮用水安全影响最大的有机物，包括一些“三致”物质和造成人类生育能力下降及其后代生存能力减弱的内分泌干扰物。人们的健康生活正受到水污染的巨大困扰，成为社会可持续发展的重大障碍。近年来我国严重的水污染事件不断发生，公众已经认识到饮用水安全对自身健康的重要性，意识到饮用水深度处理的迫切性。

　　②现有自来水常规处理工艺的局限性

　　自来水生产技术主要分为预处理、常规处理和深度处理。目前，大多数自来水厂采用的絮凝—沉淀—过滤—氯消毒常规水处理工艺，在当前我国污染严重的现实情况下有很多局限性：A、对有机污染为主的微污染去除能力非常有限；B、难以去除异味；C、氯消毒难以杀灭“两虫”；D、加氯消毒副产物使水中毒物含量增加。我国95%以上的自来水厂还在采用常规处理工艺，在诸多情况下常规处理工艺已不能有效处理情况复杂的水质，必须进行工艺改造。

　　③国家对饮用水安全的日益重视和相应政策支持

　　2007 年8 月22 日，国务院通过《全国城市饮用水安全保障规划》，提出到2020 年，全面改善设市城市和县级城镇的饮用水安全状况，建立比较完善的饮用水安全保障体系，全面实现小康社会目标对饮用水安全的要求。

　　2006 年颁布的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）属强制性国家标准。新标准中的饮用水水质指标由原标准的35 项增至106 项，并要求全部指标最迟于2012 年7 月1 日实施。其中有机化合物指标由5 项增至53 项，无机化合物指标由10 项增至21 项，感官性状和一般理化指标由15 项增加至20 项，微生物学指标由2 项增至6 项，增加了对“两虫”等易引起腹痛等肠道疾病，一般消毒方法很难全部杀死的微生物的检测。

　　随着水质标准的提高和水源水质的恶化，要完全去除水中的污染物，除强化常规处理外，还需增加臭氧预处理工艺和臭氧—活性炭深度处理工艺。目前，臭氧—活性炭工艺在我国新建的市政给水厂取得广泛应用，是已被证明的实现新的生活饮用水标准的主流工艺。此外，我国的一些老水厂，其处理工艺及构筑物均参照建设年代的水质标准设计，已难以达到新的水质标准，需采用臭氧—活性炭深度处理工艺进行升级改造。

　　（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

资料来源：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

资料来源：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。具体如下图：

2010-2015年度生活用水总量

资料来源：公开资料整理

　　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。根据住建部调查统计，2015 年年末，城市供水综合生产能力达到2.97 亿立方米/日，比上年增长3.5%，其中，公共供水能力2.31 亿立方米/日，比上年增长4.5%。2015 年，年供水总量560.5 亿立方米，用水人口4.51 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。

　　根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》，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。

2010-2015 年全国废水和化学需氧量排放量

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　　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。

2010-2015年度工业用水总量（亿立方米）

资料来源：公开资料整理

　　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。

　　（2）臭氧在废水深度处理中的作用

　　臭氧在废水处理中的应用十分广泛，在市政污水及回用、印染、石化、造纸、制药、矿业及化工等行业的废水处理和再生水利用中发挥了重要作用。臭氧可以实现其他工艺难以做到的脱色和除臭功能，并同时氧化难降解有机物，促进污泥沉淀，减少污泥产量，提高废水的可生化性，在各种难降解的有机废水处理中发挥了难以替代的作用。

　　废水处理分为三级：一级处理是预处理，以机械方法为主，通过格栅、沉淀或气浮，去除污水中的悬浮物和部分有机物；二级处理最常用的是生物处理法，它能大幅度地去除废水中呈胶体和溶解状态的有机物；三级处理又称深度处理，能够进一步去除二级处理未能去除的污染物，如磷、氮和生物难以降解的有机污染物、无机污染物、病原体等，实现二级处理无法实现的脱色、除臭目标，达到改善水质和国家有关排放标准要求，还可以实现废水的回收和再利用。废水深度处理技术一般包括臭氧氧化、活性炭吸附、膜分离等技术。

　　因为臭氧的强氧化性、强杀菌消毒能力和难以替代的脱色除臭功能，很多情况下废水深度处理需要采用臭氧技术实现更好的处理效果。废水深度处理中，臭氧可用来去除COD、BOD，并破坏有害的化学物，臭氧及其产生的活泼•OH 自由基使污水中发色基团的不饱和键断裂生成小分子的酸和醛，生成了低分子量的有机物，从而使水体色度显著降低，可以将存在于废水中的金属离子氧化为不溶于水的化合物沉淀下来，有助于絮凝，改善沉淀效果，能有效地控制有机微生物，使循环水中的COD 和AOX（可吸收有机卤化物）的数量都被控制在很低的水平，从而得到优良的水质。

臭氧在污水处理中的应用示意图

资料来源：公开资料整理

　　氧在市政污水处理中的应用优势

　　臭氧对降低污水中的COD 含量，提升水质标准，实现一级A 类排放标准和中水回用有特殊功能。在市政污水处理中，臭氧已经被大量应用，在再生水处理领域，“臭氧+MBR”技术工艺组合作为最有效的技术之一被越来越多采用。

　　污水厂中用臭氧工艺进行处理具有以下优点：氧化能力强，反应速度快，提高了处理效率；不产生二次污染；不生成污泥，无需后处理；原料为空气或者氧气，能源为电力，都容易获取；臭氧的产生量能及时根据负荷的变化而调节。

　　我国当前污染源繁多，很多污水处理厂的污水来源来自于工业排放废水，污水处理难度加大，传统的二级处理方式不能满足排放标准，新建和改造污水厂都需采用三级处理和深度处理技术，臭氧工艺在其中发挥重要作用。

　　②臭氧在处理难降解有机工业废水中的优势

　　在工业废水处理中，臭氧被越来越广泛的采用，尤其在难降解有机工业废水处理中优势明显。

臭氧在处理难降解有机工业废水中的优势

资料来源：公开资料整理

　　臭氧氧化法在废水处理中除了用于以上范围外，还可用于处理炸药废水、表面活性剂废水、毛纺废水，以及含有硝基酚废水、氨基酚废水、氨基蒽醌废水、磺基水杨酸废水等多种废水。

　　（3）臭氧设备在废水处理行业的市场容量

　　根据《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“十三五”时期的废水治理投入（含治理投资和运行费用）将达到13,922 亿元，其中用于工业和城镇生活污水的治理投资将达到4,590 亿元。

　　①臭氧设备在我国市政污水处理及回用行业市场规模

　　目前，我国的工业化进程正在不断推进，城市化、工业化将持续快速发展，根据“十三五规划纲要”，我国城镇化率将由“十二五”期末的55%进一步加以提升，使市政生活污水的排放总量提升到更高水平。据中国水网和全国环境统计公报统计显示，我国生活污水排放量由1998 年的195 亿吨增长至2014 年的510亿吨，复合增长率为6.19%。生活污水排放量占全国污水排放总量的比重亦由2000年的53.21%上升至2014 年的71.25%，未来随着我国人口数量的不断增加、城市化进程的继续推进和人民生活水平的提高，生活污水排放量将继续增长，成为新增污水排放量的主要来源。

　　2015 年后，县城新增污水处理规模的需求仍然较大，全国已建成投入运营的污水处理厂中，按照一级A 设计的数量和规模仅分别占20.7%和15.4%，比例过低，将来提标改造将迎来较大需求。而我国现阶段污水处理标准与美国等发达国家相比，仍然比较宽松。随着环保相关法律完善，法规标准的提高，对污水处理的需求会进一步大幅度提高。环保部部长陈吉宁指出，“十三五”时期环境保护要以提高环境质量为核心。环境质量是根本目标，污染减排是重要手段。我国一些主要污染物排放量仍高达2000 万吨左右，只有再减少30%-50%，环境质量才会明显改善。目前，“臭氧+MBR”技术工艺是实现市政污水达标排放最为成熟的技术之一，臭氧系统设备是利用上述工艺进行市政污水处理的关键设备，未来大量需要改造的污水厂和新建污水厂若要实现达标排放，则大都需要采用深度处理技术，这将为臭氧系统设备供应商带来巨大市场空间。

　　另外，《中共中央、国务院关于推进价格机制改革的若干意见》明确要求到2020 年，市场决定价格机制基本完善，合理提高污水收费标准，要求城镇污水处理收费标准不应低于污水处理和污泥处理处置成本。价格机制改革的完善，将带来巨大的行业投资规模，使包括臭氧设备在内的水处理行业在“十三五”期间迎来快速成长期。

　　随着水资源短缺问题的日益突出，国家把提高污水处理及回用率作为实施“节能减排”的重要硬性指标，使城市污水处理开始从推进达标排放向推进“低排放”以及污水处理回用转变，推动了我国市政污水处理行业向污水处理回用的更高发展阶段逐步迈进。鉴于“臭氧+MBR”技术是实现污水处理回用的最为成熟的技术之一，“臭氧+MBR”技术组合在中水回用市场也发挥着巨大作用。

　　②臭氧设备在工业废水处理与回用行业市场容量

　　我国工业化快速发展的同时，每年有大量工业废水排放。“十三五规划纲要”提出国内生产总值要至少保持年均增长6.5%，同时要控制主要污染物排放总量，要在继续实施化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放总量控制基础上，增加重点行业挥发性有机物排放量等作为约束性指标，实施区域性、流域性、行业性差别化总量控制指标。工业废水排放总量会保持继续增长，工业废水排放标准和工业废水达标率要求不断提升，预计工业水处理市场容量将以超过国民经济增长率的速度增长，臭氧设备在工业水处理市场的需求会随之持续增长。

2010-2014 年我国工业企业废水排放量

资料来源：公开资料整理

　　2010-2014 年工业企业废水排放情况如上图所示，从我国工业水处理发展的现状来看，当前拥有的45 个工业行业都有水处理的需求。“十三五”规划纲要实施循环发展引领计划，推行企业循环式生产、产业循环式组合、园区循环式改造，减少单位产出物质消耗。强化约束性指标管理，实行能源和水资源消耗、建设用地等总量和强度双控行动。不同工业企业对水处理的要求不同，化工废水、制药废水、染料与印染废水、炼油废水、焦化废水、垃圾渗透液等，废水排放量大、污染严重、处理难度高。近年来我国污染治理力度加大，排放标准提高，在该领域采用臭氧高级氧化工艺处理废水有显著的效果，市场前景广阔；废水回用方面，目前我国工业用水重复利用率水平远逊于发达国家水平，随着我国工业废水回用率的提高，臭氧氧化技术作为实现废水回用的有效手段之一，存在较大的潜在市场。

　　3、臭氧设备在烟气脱硝行业的发展概况和市场容量

　　（1）臭氧设备在烟气脱硝行业的发展背景

　　①大气污染严重，氮氧化物排放量持续增长

　　我国在“十一五”期间实施了二氧化硫减排战略，烟尘和二氧化硫污染恶化的趋势得到了有效遏制。但总体上大气污染物浓度仍处于较高水平，特别是氮氧化物排放量持续增长，使我国酸雨从硫酸型向硝酸型转变。控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。氮氧化物活性高、氧化性强，能促进酸雨的形成，对动物的呼吸系统危害较大，若不严格控制，今后一段时期我国城市光化学烟雾、酸雨污染和灰霾天气将呈迅速恶化之势。2009年全国氮氧化物排放总量达到1,692.7 万吨，2010 年达到2,273.6 万吨，2011 年氮氧化物排放总量2,404.3 万吨，2012 年氮氧化物排放总量2,337.8 万吨，2013 年氮氧化物排放总量2,227.3 万吨，2014 年达到2,078 万吨。控制氮氧化物排放量已成为“十三五”期间环保工作的重点。

　　②国家对空气质量的重视和相应政策支持

　　2010 年5 月11 日，国务院办公厅转发了环保部等部委的《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》，该意见要求加强氮氧化物污染减排，建立氮氧化物排放总量控制制度，明确了脱硝设施安装政策。新建、扩建、改建火电厂应根据排放标准和建设项目环境影响报告书批复要求建设烟气脱硝设施，重点区域内的火电厂应在“十二五”期间全部安装脱硝设施，其他区域的应预留烟气脱硝设施空间，重点开展钢铁、石化、化工等行业氮氧化物污染防治。

　　2011 年7 月29 日，环保部和国家质检总局联合发布了新修订的《火电厂大气污染物排放标准》，新标准将自2012 年1 月1 日起实施，新标准将燃煤锅炉的氮氧化物排放浓度限值统一确定为100mg/m3，其中新建机组从2012 年起执行，现有机组从2014 年7 月起执行。

　　《火电厂氮氧化物防治技术政策》（环发[2010]10 号）鼓励开发新技术，鼓励具有自主知识产权的烟气脱硝技术、脱硫脱硝协同控制技术以及氮氧化物资源化利用技术的研发和应用。

　　2011 年8 月31 日，国务院印发了《“十二五”节能减排综合性工作方案》，确定了“十二五”期间全国各省（区、市）化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放总量控制目标及各地区的分担量，比较“十一五”期间增加氨氮和氮氧化物两项控制目标，提出“将污染物总量控制作为环评前置条件”、“实施脱硝电价”等50 条政策措施。方案的出台正式将氮氧化物纳入总量控制指标，方案要求2015 年氮氧化物排放总量控制在2,046.2 万吨，比2010 年的2,273.6 万吨下降10%。

　　《重点区域大气污染防治“十二五”规划》（国函[2012]146 号）提出到2015年，重点区域氮氧化物排放量下降13%，环境空气质量有所改善，二氧化氮年均浓度下降7%；大力推进火电行业氮氧化物控制，加快燃煤机组低氮燃烧技术改造及脱硝设施建设，单机容量20 万千瓦及以上、投运年限20 年的现役燃煤机组全部配套脱硝设施，脱硝效率达到85%以上，综合脱硝效率达到70%以上。

　　2013 年9 月国务院发布的《大气污染防治行动计划》中提出“全面整治燃煤小锅炉，加快重点行业脱硫、脱硝、除尘改造工程建设。综合整治城市扬尘和餐饮油烟污染。大力发展循环经济，培育壮大节能环保产业，促进重大环保技术装备、产品的创新开发与产业化应用。”

　　2014 年5 月15 日，国务院办公厅发布的《2014-2015 年节能减排低碳发展行动方案》提出“2014-2015 年，单位GDP 能耗、化学需氧量、二氧化硫、氨氮、氮氧化物排放量分别逐年下降3.9%、2%、2%、2%、5%以上，单位GDP 二氧化碳排放量两年分别下降4%、3.5%以上。”。

　　2014 年9 月12 日，国家发展改革委、环境保护部、国家能源局发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020 年）》（发改能源[2014]2093 号）提出：“东部地区（辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11 省市）新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50 毫克/立方米），中部地区（黑龙江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8 省）新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。”即实行烟气污染物的超低排放。

　　2015 年8 月18 日，财政部和环境保护部联合发布的《关于加强大气污染防治专项资金管理提高使用绩效的通知》提出“资金安排向重点治理任务倾斜。大气污染治理任务重、资金需求量大，各地应按照轻重缓急安排专项资金，优先保障国家确定的重点治理任务，同时因地制宜保障好省级政府确定的重点工作。”2015 年8 月29 日第二次修订的《中华人民共和国大气污染防治法》规定“国家鼓励和支持大气污染防治科学技术研究，开展对大气污染来源及其变化趋势的分析，推广先进适用的大气污染防治技术和装备，促进科技成果转化，发挥科学技术在大气污染防治中的支撑作用。”

　　（2）臭氧氧化技术在烟气脱硝中的应用

　　①臭氧氧化脱硝技术简介

　　臭氧氧化烟气脱硝技术在国外已是成熟的工程应用技术，已进入工业化应用阶段，在国内应用刚刚起步。臭氧脱硝主要是利用臭氧的强氧化性将不可溶的低价态氮氧化物氧化为可溶的高价态氮氧化物，然后在洗涤塔内将氮氧化物吸收，达到脱除的目的，BOC 公司的LoTOx 技术即采用此原理进行烟气脱硝。而BELCO公司则将BOC 公司的LoTOx 技术与自己研发的EDV 湿法洗涤系统结合，形成一体化的脱硫脱硝系统，在石油石化行业用于石油精炼厂中加热器、锅炉等的废气治理。该一体化的脱硫脱硝系统，在不同的NOX 等污染物浓度和比例下，可以同时高效率脱除烟气中的NOx、二氧化硫和颗粒物等污染物。同时，LoTOx 技术还不影响其他污染物控制技术。目前该技术在四川石化炼化一体化工程250 万吨/年重油催化裂化装置中已获得应用，由公司提供臭氧系统设备集成，是臭氧氧化脱硝工艺在国内石油炼化废气处理同时脱硫脱硝的第一例应用。随着该技术的推广，在国内的热电、焦化、玻璃等行业，已有众多的成功运行业绩，其效果得到了证。

臭氧在烟气脱硝工艺中的应用示意图

资料来源：公开资料整理

　　随着我国环保标准要求的提高，一些传统的烟气脱硝工艺难以满足严格的减排要求，臭氧氧化脱硝技术成为较好选择。采用臭氧高级氧化技术不仅对氮氧化物具有良好的脱除效果，而且对烟气中的其他有害污染物，比如重金属汞也有一定的去除能力。

　　②烟气脱硝技术对比

　　烟气脱硝技术一般是指对燃烧排放的尾气进行脱硝处理，即后端脱硝，主要有选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）和氧化脱硝等技术。

　　与后端脱硝对应的是前端脱硝，是指在燃烧过程中控制氮氧化物产生的各种低氮燃烧技术。氧化脱硝技术主要是指利用氧化剂进一步氧化氮氧化物，并在后级通过其他工艺吸收氮氧化物的脱硝技术。氧化剂可采用臭氧、双氧水等，一般采用臭氧。

常用的后端脱硝技术对比

资料来源：公开资料整理

　　从上表看出选择性非催化还原法（SNCR）脱硝效率不高，在一些场合不能满足新修订的烟气排放标准；氧化脱硝技术脱硝效率高，但之前我国没有掌握先进
的臭氧技术和氧化脱硝技术，在实践中应用的案例不多；选择性催化还原法（SCR）脱硝效率相对较好，但催化剂使用以及后续更换需要进口，价格昂贵，运行还有不稳定因素和一定的安全隐患。根据MARAMA32007 评估数据报告，在保证NOX脱除率为80%~95%的情况下，LoTOx 运行费用为1,700~1,950 美元/吨NOX，SCR的运行费用2,364~2,458 美元/吨NOX。新修订的《火电厂大气污染物排放标准将氮氧化物的排放浓度限值大幅降低，各种脱硝技术的技术水平都需要提升，既要提高脱硝效率以符合新发布的烟气排放标准，又需要符合投资少、经济高效的原则。

　　实践证明，臭氧氧化脱硝技术能够满足新的烟气排放标准，大型臭氧设备的国产化大大降低了初始投资。电能是臭氧氧化脱硝运行的主要消耗，火电厂采用臭氧氧化脱硝优势明显，如果使用内部核算电价，运行成本可进一步降低。目前，臭氧氧化脱硝技术已在国内多个热电厂应用，取得了优良的脱硝效果，也将逐步成为火电厂脱硝技术之一。在石油石化等行业，氮氧化物排放浓度高且不稳定，臭氧氧化脱硝技术成为最好的选择方式之一。随着我国臭氧技术水平的提高，大型国产臭氧设备在实践中应用案例的增多，国家发改委脱硝电价补偿政策及地方政府超低排放改造补贴政策的出台，臭氧氧化脱硝技术将在我国大气污染防治中发挥重要的作用。

　　（3）臭氧设备在烟气脱硝行业的市场容量

　　2011 年9 月，环保部新闻发言人陶德田就新修订的《火电厂大气污染物排放标准》表示，据测算，实施新标准在大幅削减污染物排放的同时，还将带动相关的环保技术和产业市场的发展，形成脱硝、脱硫和除尘等环保治理和设备制造行业约2,600 亿元的市场规模。

　　近年来，大气污染治理的市场热点集中于火电厂脱硝、脱硫和除尘领域。由于受国家重视发展较早，政策要求严格，电价补贴、价格税费等机制相对完善，火电厂脱硫脱硝除尘治理市场已相对成熟。据E20 研究院预估，截至2014 年底，已投运的火电厂脱硝机组装机容量达60%以上，火电厂脱硝机组安装市场仍处于快速发展期，按照存量机组脱硝设施成本150-200 元/KW、新建机组脱硝设施120-150 元/KW（不含空气改造、引风机改造）测算，则2016 年初脱硝市场规模保守计算可达到850 亿元。

　　整体氧化脱硝装置是高效废气处理集成系统，需要大规格的臭氧系统设备。

　　①石油石化行业的烟气脱硝市场

　　氧化脱硝技术在石化行业已成熟应用并取得良好效果。石油石化行业的烟气脱硝需求巨大，单套设备合同标的高，公司设备已在各石化企业得到应用。截至2015 年8 月，我国共计有200 多套催化裂化装置，将需要大规模的臭氧设备。

　　②火电厂烟气脱硝市场

　　氮氧化物减排是“十三五”大气污染治理重点，截至2015 年6 月，全国二氧化硫排放总量接近两千万吨、氮氧化物两千多万吨，要实现环境质量根本好转，二氧化硫、氮氧化物总量至少要下降到百万吨级水平，我国将在“十三五”实施更加严格的二氧化硫和氮氧化物排放控制标准，火电厂原有及新建机组均需进行严格的脱硝处理。

　　2014 年，我国发电设备总容量达13.6 亿千瓦。其中，火电装机达9.16 亿千瓦，占比约为67%，依然是我国电力产能的主力军。目前，氧化脱硝技术在火电厂烟气脱硝中已开始应用。可以预见，臭氧氧化脱硝技术以其明显的优势，将逐步成为火电厂采用的主要烟气脱硝技术之一。按照《火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）》要求的2012 年1 月1 日、2014 年7 月1 日、2015 年1 月1日分三步走的方案，随着“十三五”更为严格的脱硝处理规则的实施，未来几年我国将迎来火电厂脱硝项目的建设高峰期，这将为臭氧系统设备制造行业带来巨大的市场机会。

　　另外，未来新增电厂对烟气脱硝装置也存在巨大的需求。根据我国能源结构情况，未来火电装机容量将持续增长，根据《电力工业“十二五”规划研究报告》，“十三五”期间全国煤电规划开工规模2.6 亿千瓦，投产规模2.5 亿千瓦，2020 年我国煤电装机预计达到11.6 亿千瓦。未来10 年火电厂每年新增5,000 万千瓦的装机容量，这将持续带来对臭氧设备的需求。

　　③其他行业烟气脱硝市场

　　水泥、钢铁、化工、玻璃等行业的窑炉排放的烟气也需要进行脱硝处理，《国家环境保护“十二五”规划》要求加快其他行业脱硫脱硝步伐，加强水泥、石油石化、煤化工等行业二氧化硫和氮氧化物治理，新建水泥生产线要安装效率不低于60%的脱硝设施，“十三五”规划则将施行更为严格的烟气脱硝处理规定，更为严格的开展燃煤锅炉烟气治理，新建燃煤锅炉要安装符合国家脱硫脱硝处理规定的脱硫脱硝设施。臭氧氧化脱硫脱硝技术在这些行业已有应用业绩，随着我国环保标准的进一步提高，烟气脱硝市场持续增长，臭氧设备需求也必将持续增长。

　　4、臭氧设备在精细化工行业的应用和市场容量

　　在精细化工行业，臭氧代替高锰酸钾等氧化剂，不但使产品质量提高，减少环境污染，还降低了生产成本。臭氧容易打断烯烃类有机物的碳链结合键，使其部分氧化后组合成新的氧化物。在医药中间体、化工中间体、天然香料等精细化工产品的合成工艺中，臭氧是一种重要的生产原材料。

　　我国精细化工产品包含约 25 个门类，近3 万个品种的产品，应用于国民经济的各个领域。精细化工产品的生产过程可分为原料预处理、化学反应、产品分离和提纯三个阶段，生产工艺复杂多样，化学反应环节多、生产步骤多。根据国家统计局的资料显示，近年来我国化学原料及化学制品工业总产值一直保持较快速度增长，其中精细化学品占化学原料及化学制品的比重一直处于上升趋势。2011年全球精细化学品的市场规模约为1.6 万亿美元，世界生产重心已经向中国发生明显转移，中国在全球精细化工的市场份额由2005 年的11%上升至2011 年的18%，我国精细化工产业已经超过日本成为世界第三大精细化工生产大国。精细化工在我国行业统计中体现为专用化学品，Wind 数据显示：2003 年到2014 年，我国化学原料及制品业务收入由8,858 亿元增长到8.28 万亿元，业务规模扩大超过9 倍；而同期专用化学品的营业收入从1,345 亿元增长到1.94 万亿元，业务规模扩大超过14 倍。从公司近年在该领域实现的销售来看，该领域对臭氧设备需求稳定。

　　5、臭氧设备在其他行业的应用和市场容量

　　臭氧在空气消毒、瓶（桶）装水消毒、泳池消毒、食品、灌装等消毒领域很早就得到了广泛应用，卫生部《消毒技术规范》把臭氧定义为一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌繁殖体和芽胞、病毒、真菌等，并可破坏肉毒杆菌毒素。臭氧在消毒领域的应用技术成熟，该领域对臭氧设备需求稳定。

　　纸浆漂白将是臭氧设备的另一个巨大市场，臭氧能有效地脱除有机发色基团，提高纸浆白度，并能避免有机氯化物污染，成为全无氯漂白工艺中的重要工艺。

　　目前，臭氧漂白在发达国家已经实现了工业化，国内正处于起步阶段，中日合资企业江苏王子制纸有限公司引进国外臭氧发生器及其构件用于纸浆漂白，该订单总额大约为10 亿日元。臭氧技术国产化水平日益提高已完全能够满足纸浆漂白的需求，我国作为一个造纸大国对大型臭氧系统设备的需求巨大。

　　臭氧在食品保鲜、包装覆膜、医疗等其他领域也有应用，并且随着臭氧技术的不断提高，臭氧系统设备生产规模的不断扩大，其应用领域将会越来越宽广，对臭氧设备的需求将保持增长。