韓業天 二、水務行業發展狀況分析
(三)水務行業進入障礙
1.政策壁壘
水務運營項目一般由政府招標,在運營、定價等方面有著嚴格的標準,實施特許經營。2002年《關于加快市政公用市場化進程的意見》中建立政府特許經營制度,水務特許經營權的運營時間一般在25-30年,前期基礎設施建設需要大量的資本投入,且供水管網和污水收集管網的建設一般在特許經營服務區域內,具有一定的地域性、不可移動性和不可替代性等特點。作為城市基礎設施,一般不會重復建設。一家企業在獲得特許經營權后通常會對企業所在區域市場進行長期經營,具有排他性和區域獨家性,因而具有特許經營壁壘。
2.資金壁壘
水務行業通常是重資產經營模式,具有資本密集型的特點。供水廠及供排水管網等基礎設施建設前期需要大量資金投入,建設周期長,新進入者會面臨巨大的財務壓力。另一方面,水價受到地方政府的管理,收入依賴長期穩健運營,因此資金實力成為阻礙新企業進入水務行業的重要壁壘。
3.技術及業績壁壘
供水和污水處理需要專業的技術。城市供水更涉及管道設施工程和清水輸送、二次供水等諸多環節,隨著水質標準的提高,對于水務行業企業提出了更高的技術要求,也對新進入者形成了較高的技術壁壘。同時,水務行業對企業的管理效率、專業經驗、資金實力和既往業績的考量也意味著市場上現有經營良好企業具有先發和規模優勢,新進入者進入較為困難。
(四)水務行業經營模式
水務行業經營模式豐富,但可以肯定的是政府在水務設施建設中的主導地位,核心是授予企業特許經營權。近年來水務經營模式從單一的自主投資運營模式逐漸擴展到政府與社會資本合作的模式,根據企業與政府權利與義務的不同,常見的具體經營模式如下:
??圖表?25:水務行業常見經營模式
(五)水務行業技術水平
1.供水行業
(1)自來水處理技術
常見的自來水處理技術包含:絮凝沉淀處理技術、活性炭處理技術、臭氧氧化處理技術、膜處理技術。
(2)自來水處理技術的特點
①絮凝沉淀處理技術
絮凝沉淀技術主要是通過投加凈水劑,將水中的懸浮物以及一些雜質凝結成絮凝體,然后將水中的懸浮顆粒分離去除。其中沉淀池的原理主要是通過攪拌機高速運作,提高沉淀劑與水中的懸浮物混合,再通過低速攪拌機促進混凝效果,最后通過部分污泥回流到沉淀池進水口來控制水源濁度的相對穩定,從而使得高效反應沉淀池的運行既高效又穩定。
②活性炭處理技術
活性炭處理技術主要是依據活性炭對水源中的有機污染物的強吸附能力,和對微生物法不能去除的污染物有良好的凈化效果?;钚蕴刻幚砉に嚩嗬迷诰用耧嬘盟疃忍幚?。同時,活性炭也會經常用來處理電鍍廢水和冶煉工業所產生的廢水,因為活性炭也對廢水中的重金屬具有很強的吸附作用,可以凈化水質,明顯改善廢水的清澈程度,最后還能去除工業廢水的異味。
③臭氧氧化處理技術
臭氧氧化技術主要是使用含低濃度的臭氧的空氣或者氧氣,利用其自身的特性,可以去除水中酚、氰等污染物質,除去水中鐵、錳等金屬離子,除異味和臭味。臭氧氧化法的主要優點是反應迅速,流程簡單,沒有二次污染問題。如果在處理水質特別復雜的水源時,可以利用臭氧氧化技術,結合傳統的凈水工藝進行水處理,實現高效的凈水處理結果。
④膜處理技術
膜處理技術是水處理領域的一項關鍵技術。常用的膜技術包括微濾、超濾、納濾和反滲透。膜技術應用于給水領域有諸多優點:出水水質穩定,受進水水質波動的影響??;出水生物穩定性好;能夠減少混凝劑和消毒劑投加量,減少消毒副產物的產生;膜分離工藝以組件的形式構成,可以適應不同生產能力的需要,而且會使水廠的用地大大減少。但是膜處理技術的投資成本和維護成本相對較高。
2.污水處理行業
(1)污水處理技術
污水處理按處理深度可分為一級處理、二級處理和深度處理。一級處理的主要目的是去除懸浮狀態固體,常采用物理法,對于BOD5的去除率一般在20-30%。二級處理的目的是進一步去除污水中膠體和溶解性污染物,常使用生物法,BOD5的去除率在90%以上。深度處理以達到更高的處理與排放要求或污水回用為目的。常見的污水處理技術有:AAO處理工藝、SBR工藝、氧化溝工藝、CASS工藝、膜生物反應器技術(MBR)。
(2)污水處理技術特點
①AAO處理工藝
AAO工藝目前是污水處理二級處理最常用的生化工藝,可以同時完成有機物、NH3-N、總氮以及總磷的去除。常規的AAO設置和基本原理大致如下:
在首段厭氧池,原污水及二沉池回流的含磷污泥同步進入,污水中磷的濃度升高,溶解性有機物被微生物細胞吸收而使污水中BOD濃度下降;在缺氧池中,反硝化菌利用污水中的有機物作碳源,將回流混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣,有機物濃度下降,NO3-N濃度大幅度下降,而磷的變化很??;在好氧池中,有機物被微生物生化降解而繼續下降;有機氮被氨化繼而被硝化,使NH3-N濃度顯著下降,但隨著硝化過程使NO3-N的濃度增加,磷隨著聚磷菌的過量攝取轉移到活性污泥中,從而水中的磷含量也以較快的速度下降。
②SBR工藝
SBR工藝需在反應器內預先培養馴化一定量的活性污泥,當廢水進入反應器與活性污泥混合接觸并有氧存在時,微生物利用廢水中的有機物進行新陳代謝,將有機物降解并同時使微生物細胞增殖。將微生物細胞物質與水沉淀分離,廢水即得到處理。其處理過程主要由初期的去除與吸附作用、微生物的代謝作用、絮凝體的形成與絮凝沉淀性能幾個凈化過程完成。SBR工藝處理設備少、運行效果穩定,工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調整,運行靈活。
③氧化溝工藝
氧化溝工藝作為一種成熟的活性污泥污水處理工藝已在全國范圍內得到廣泛應用,它是活性污泥法的一種變型?;钚晕勰嘣谑孜蚕噙B的封閉曝氣溝中循環,污水中的有機物被活性污泥中的微生物和細菌降解去除,從而達到凈化污水的目的。
目前應用較為廣泛的氧化溝類型包括:帕斯韋爾(Pasveer)氧化溝、卡魯塞爾(Carrousel)氧化溝、奧爾伯(Orbal)氧化溝、T型氧化溝(三溝式氧化溝)、DE型氧化溝和一體化氧化溝。
④CASS工藝
CASS生物處理法是周期循環活性污泥法的簡稱,CASS池分預反應區和主反應區。在預反應區內,微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物,經歷一個高負荷的基質快速積累過程,這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用,同時對絲狀菌的生長起到抑制作用,可有效防止污泥膨脹;隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水功能于一體,污染物的降解在時間上是一個推流過程,而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而達到對污染物的去除作用,同時還具有較好的脫氮、除磷功能。
⑤膜生物反應器技術(MBR)
MBR是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的污水處理技術,它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物截留,省掉二沉池環節?;钚晕勰酀舛纫虼舜蟠筇岣?,水力停留時間和污泥停留時間可以分別控制,而難降解的物質在反應器中不斷反應、降解。與傳統的生物處理方法相比,MBR技術具有生化效率高,抗負荷沖擊能力強,出水水質穩定,占地面積小,排泥周期長,易實現自動控制等優點。
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