分離膜行業(yè)深度研究報告：進口替代空間大工業(yè)應用場景廣泛

分離膜行業(yè)深度研究報告：進口替代空間大，工業(yè)應用場景廣泛1.

下游應用場景豐富，國家政策為行業(yè)發(fā)展后盾1.1

膜產(chǎn)品應用場景廣泛，行業(yè)規(guī)模穩(wěn)定擴張分離膜的概念自

18

世紀就被提出，我國膜分離技術始于

20

世紀

80

年代。分離膜是一種

特殊的、具有選擇性透過功能的薄層物質(zhì)，在一定濃度及壓力下進行物質(zhì)分離的膜，起

到濃縮和分離純化的作用。按材料性質(zhì)，可以分為高分子膜、金屬膜、無機膜。常用的

膜分離方法主要有微濾(micro－filtration，MF)、納濾(nano－filtration，NF)

、超濾(ultra

－filtration，UF)

、反滲透(reverse－osmosis，RO)。膜分離過程以選擇性透過膜為分離介

質(zhì)。當膜兩側存在某種推動力(如壓力差、濃度差、電位差等)時，原料側組分選擇性地透

過膜，從而達到分離、提純、濃縮等目的。分離膜具有以下分離機制：1）過篩分離機制：膜的孔徑比物理過篩小得多，微濾膜和超

濾膜的分離過程是由過篩機制起主導作用，分離膜和被分離物質(zhì)的親水性、相容性、電

負性等性質(zhì)也起著相當重要的作用。2）溶解擴散機制：膜材料對待分離物質(zhì)有一定溶解

能力，在外力驅動下，該物質(zhì)在膜材料內(nèi)先溶解、后擴散（從膜的一側擴散到另一側）、

再分離。3）選擇性吸附機制：當膜材料對混合物中的部分物質(zhì)有選擇性吸附時，吸附性

高的成分將在表面富集，該成分通過膜的幾率將加大。相反，不容易被吸附的成分將不

易透過該分離膜。對膜分離起作用的吸附作用主要包括范德華力吸附和靜電吸附。在反

滲透膜用于水的純化和脫鹽過程中選擇性吸附起重要作用。膜分離技術下游應用市場主要包括市政污水處理、鋼鐵行業(yè)及石油化工行業(yè)的中水回用、

自來水凈化、海水淡化、家用水凈化等領域。隨著新能源市場的發(fā)展，鋰礦是國民經(jīng)濟

和國防建設的重要戰(zhàn)略資源，鹽湖提鋰的工程中也逐漸運用到各種分離膜技術。目前我國膜產(chǎn)品銷售中，反滲透膜和納濾膜占

50%，超濾膜、微濾膜及電滲析膜各占

10%，剩下

20%被氣體分離膜、無機陶瓷膜、透

氣膜及其他類型所占據(jù)。據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，“十三五”以來，我國膜工業(yè)總產(chǎn)值的年均增長率保持在

15%

左右，2019

年末，膜工業(yè)總產(chǎn)值比“十二五”末增長了一倍，達到

2773

億元。根據(jù)膜行

業(yè)的年均增長率，我們預測未來膜行業(yè)產(chǎn)值將持續(xù)穩(wěn)定增長，到

2025

年，我國膜工業(yè)總

產(chǎn)值或將達到

6000

億元。根據(jù)

2019

年中國膜行業(yè)協(xié)會最新披露的數(shù)據(jù)，我國膜產(chǎn)值主要由

6

個方面構成。其中，

各項設備（含凈水器）產(chǎn)值為

735

億元，占

26.51%；工程與應用產(chǎn)值

738

億元，占

26.61%；

膜相關配套產(chǎn)品產(chǎn)值

440

億元，占

15.87%；膜與膜材料產(chǎn)值

426

億元，占

15.36%；貿(mào)易

與服務產(chǎn)值

332

億元，占

11.97%；其他領域產(chǎn)值

102

億元，占

3.68%。我國膜技術應用場景廣泛，據(jù)《中國膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況與展望》披露，工業(yè)用水處理應用

排在首位，占

35%；其次是能源行業(yè)，占

21%；工業(yè)廢水處理應用占比

20%；醫(yī)用行業(yè)/

市

政

污

水

處

理

/

城鎮(zhèn)飲用水處理

/

海

水

苦

咸

水

淡

化

/

其

他

應

用

場

景

分

別

占

比

9%/8%/5%/1%/1%。按占比情況看，主要的應用場景為工業(yè)用水處理、工業(yè)廢水處理以及

能源行業(yè)。隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市化進程加快，工業(yè)化程度持續(xù)提升，水資源需

求略有不足，給膜市場帶來廣闊的發(fā)展空間，城鎮(zhèn)飲用水處理、市政污水處理、海水淡

化、醫(yī)用行業(yè)等應用范圍都具有較好的發(fā)展前景。我國反滲透膜市場目前還處于被海外品牌大部分占據(jù)的環(huán)境下。目前，中國市場反滲透

膜產(chǎn)品的銷售總額約為全球銷售額的

30%-35%，市場規(guī)模躍居世界首位。但國外反滲透

膜產(chǎn)品仍占據(jù)市場主導地位，美國陶氏化學、日東電工、日本東麗、蘇伊士（原

GE）占

據(jù)的市場份額相對較高。據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，我國反滲透膜市場份額

30%來自

于美國陶氏集團、26%來自美國海德能公司，KOCH/GE/東麗分布占據(jù)我國反滲透膜市場

的

9%/8%/7%。綜上所述，海外品牌在我國膜行業(yè)處于壟斷性優(yōu)勢狀態(tài)下。國內(nèi)反滲透膜

生產(chǎn)廠家正迎頭趕上，產(chǎn)品性能與穩(wěn)定性與國外頭部企業(yè)的差距正逐漸縮小。市場環(huán)境

刺激本土膜產(chǎn)品生產(chǎn)公司快速發(fā)展，國產(chǎn)替代成為分離膜行業(yè)首要的努力目標。1.2

十四五政策推動膜行業(yè)持續(xù)發(fā)展，污水處理零排放被列為應用重點近年來，我國對膜行業(yè)日益重視，各大政府部門陸續(xù)出臺了一系列關于膜產(chǎn)品及污水處

理的產(chǎn)業(yè)支持政策，持續(xù)引導并進一步提升膜產(chǎn)品重點品種的研發(fā)和生產(chǎn)。其中，2015

年

5

月，國務院發(fā)布了《中國制造

2025》，提出要把脫鹽率大于

99.8%的海水淡化反滲透

膜產(chǎn)品，低成本的、裝填密度超過

300

萬平方每立方米陶瓷膜產(chǎn)品、應用于膜氯堿工業(yè)

的離子交換膜及突破全膜法氯堿生產(chǎn)新技術和成套裝置的滲透通量提高

20%；膜面積達

到

10

萬平方米的滲透汽化膜產(chǎn)品作為關鍵材料的發(fā)展重點。2019

年

11

月，工業(yè)和信息

化部、發(fā)展改革委、科技部、財政部聯(lián)合發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》指出，將先進

基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料作為新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三個重點方向。其中高性

能分離膜材料被列入關鍵性戰(zhàn)略材料。同月，國家發(fā)改委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整指導目

錄》將功能性膜材料、陶瓷膜、藥物生產(chǎn)過程中的膜分離等技術開發(fā)與應用、納濾膜和

反滲透膜純水裝備等列入鼓勵類目錄。2021

年

1

月，科技部發(fā)布的《國家高新區(qū)綠色發(fā)展專項行動實施方案》中指出，到

2025

年，我國的目標是：國家高新區(qū)單位工業(yè)增加值綜合能耗降至

0.4

噸標準煤/萬元以下，

其中

50%的國家高新區(qū)單位工業(yè)增加值綜合能耗低于

0.3

噸標準煤/萬元；單位工業(yè)增加

值二氧化碳排放量年均削減率

4%以上，部分高新區(qū)實現(xiàn)碳達峰。要盡早實現(xiàn)零排放，具

體重點任務包括開展高新區(qū)工業(yè)廢水近零排放科技創(chuàng)新行動，做好管網(wǎng)及污水處理設施

建設及有毒有害污染物監(jiān)測，以企業(yè)內(nèi)廢水處理和園區(qū)污水廠綜合處理為基礎，形成國

家高新區(qū)污水近零排放整體方案。該政策促進針對膜對各類工業(yè)水處理場景的應用蓬勃

發(fā)展，工業(yè)水處理市占率將不斷提升。國家陸續(xù)發(fā)布產(chǎn)業(yè)支持政策，對膜行業(yè)發(fā)展提供助力，為膜產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)提供良好

環(huán)境，對行業(yè)內(nèi)相關公司的生產(chǎn)經(jīng)營狀態(tài)做出高度肯定。2.

鹽湖提鋰助力國家戰(zhàn)略資源采集，工藝革新推動產(chǎn)業(yè)效率提升2.1

鋰是國家重要戰(zhàn)略資源，鹽湖鋰資源目前為提鋰主要方向金屬鋰及其化合物是國家重要的戰(zhàn)略資源，常用于國民經(jīng)濟建設和國防建設。鋰是已知

元素中金屬活動性最強的，還原性強于鉀鈉等元素，因此常被用于電極制作中，在鋰電

池、陶瓷工業(yè)、玻璃制造、潤滑劑、原子能熱核聚變反應等領域有著重要應用。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）2021

年統(tǒng)計披露，全球鋰礦資源在

2020

年達到

8600

萬噸，

其中鹵水鋰資源量達

70%以上。玻利維亞是全球鋰礦儲量最大的國家，2020

年達到大約

2100

萬噸，占全球鋰礦總量的

24.56%。我國是鋰資源大國，2020

年鋰礦儲量為

510

萬噸，

位于世界第六，排在靠前位置。

我國的碳酸鋰現(xiàn)貨價格從

2021

年初大約

7,100

美元/噸降至

11

月大約

6,200

美元/噸。我

國的氫氧化鋰現(xiàn)貨價格下降，從年初的每噸

7,800

美元降至

11

月的每噸

7,000

美元。我

國的金屬鋰（99.9%的鋰）現(xiàn)貨價格從

2021

年年初的每噸

83,000

美元開始下降，到

11

月約為每噸

71,000

美元。澳大利亞的五個礦產(chǎn)項目、阿根廷和智利各兩個鹽湖項目、以及中國的兩個鹽湖項目、

一個礦產(chǎn)項目，占據(jù)全球大部分鋰產(chǎn)量的來源。由于生產(chǎn)過剩和價格下降，一些成熟的

鋰礦企業(yè)推遲了產(chǎn)能擴張計劃。澳大利亞和加拿大的初級采礦業(yè)完全停止了生產(chǎn)。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計，全球鋰礦資源有約

71%用于電池制造。我國鋰礦應用情況與全

球趨勢類似，根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，鋰離子電池的存貨情況與出口量逐年持續(xù)擴張，截

止到

2021

年

10

月，我國鋰離子電池的出口交換值達

169.78

億元，同比增長

30.38%；鋰

離子電池制造存貨為

1544.7

億元，同比增長

65.19%。隨著鋰離子電池市場規(guī)模不斷擴張，

傳統(tǒng)固態(tài)鋰礦已經(jīng)不滿足于需求，鹵水鋰資源（即鹽湖鋰資源）成為國家提取鋰礦的主

要方向。我國鹽湖儲量共計

413.98

萬噸，占世界鹽湖儲量的

16.34%，分別分布于我國西藏自治區(qū)

和青海省的扎布耶鹽湖、西臺吉乃爾鹽湖、東臺吉乃爾鹽湖、一里坪湖、大柴旦湖、察

爾汗湖?？梢钥闯觯覈}湖鹵水鋰資源儲量豐富，通過鹽湖鹵水鋰資源提取鋰礦有廣闊空間；

據(jù)央視網(wǎng)披露，鹽湖提鋰技術日漸成熟，目前行業(yè)的平均成本逐步降低，為

3-6

萬元/噸，

而鋰礦價格不斷上漲，導致固態(tài)礦提鋰法成本與日俱增，已經(jīng)接近

6

萬元/噸；還能推動

我國自主研發(fā)的鹽湖提鋰工程項目技術走向全世界。鹽湖提鋰的工藝難度和工程成本跟鹽湖組分的鹽的濃度以及鎂鋰比密切相關。鎂鋰均屬

于活潑金屬，性質(zhì)相似，水合半徑相近，當鹽湖中鎂鋰比過高時，分離鋰離子難度高。

我國鹽湖的鎂鋰比普遍達到幾十甚至上千，幾乎都遠遠超過世界水平，給我國鹽湖提鋰

進程帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此，找到一種適用于我國鹽湖資源、且高效的鋰提取技術對我

國鋰資源開采具有重要戰(zhàn)略意義。我國鹽湖提鋰起步較晚，近年來也探索研究出一些相關技術，主要包括吸附法、煅燒法、

膜分離法以及溶劑萃取法等。其中，吸附法和膜分離法是較為成熟的技術。吸附法主要

依靠吸附材料將鹵水中的鋰離子提取出來，再進行雜質(zhì)分離、濃縮等步驟，操作相對箱

單、渠道綠色環(huán)保、也具有較高安全性；膜分離法的核心在于通過外力作用，讓含有多

組分的溶液穿過有選擇透過性的膜，使溶質(zhì)溶劑分離、濃縮、提純，這種方法分離效果

好、不含廢渣以及廢棄廢水的排放，且操作過程中無危險部分、生產(chǎn)成本較低，目前均

已實現(xiàn)量產(chǎn)。2.2

膜分離技術環(huán)保節(jié)能，納濾膜可高效分離鎂鋰離子膜分離技術具有分離效率高、能耗低、操作過程簡單、設備集成度高、環(huán)保節(jié)能等顯著

特征。與傳統(tǒng)分離技術相比，有很大的技術優(yōu)勢。用于從鹽湖鹵水中提鋰的膜工藝主要

包括納濾、基于一種多價離子選擇性滲透膜的選擇性電滲析工藝和膜電容電離工藝（電

吸附）等。根據(jù)不同元素離子的半徑和電荷數(shù)，可以通過納濾或選擇性電滲析分離。2.2.1

納濾及納濾膜納濾膜孔徑在

0.001-0.003μm之間，可去除膠體多價離子、部分一價離子和分子量

200-1000Daltons的有機物。納濾介于超濾和反滲透之間，具有比反滲透更高的膜通量，

比超濾更好的截留效果，截留分子量為

300~500。中國科學院青海鹽湖研究所王敏團隊在《納濾膜對高鎂鋰比鹽湖鹵水鎂鋰分離性能研究》

中記錄，她們采用由六水氯化鎂(MgCl2·6H2O)、無水氯化鋰(LiCl)配制的模擬鹵水對鎂、

鋰分離過程進行研究。實驗使用蘇伊士集團生產(chǎn)的

DK-1812

納濾膜為卷式膜元件，該類

型納濾膜具有聚酰胺功能層，截留分子量為

150~300，有效膜面積為

0.38

m2。實驗研究

納濾膜對鎂鋰比

17-75

的溶液中鎂鋰分離過程的影響。在掃描電鏡和原子力顯微鏡下，DK納濾膜表面具有明顯的顆粒狀結構，該種結構能夠有

效促進分離過程中單位面積內(nèi)聚酰胺納濾膜與料液接觸概率，提高膜分離過程中的水通

量。除此之外，料液在膜面的微觀混合狀態(tài)能夠在納濾膜膜面顆粒結構中加速，從而使

料液在膜面的流動概率增加，有效提高分離過程中的溶質(zhì)通量。實驗結果顯示，在所研究的

Mg2+

/Li+范圍內(nèi)，納濾膜通量基本保持不變，一直維持在

38-40

左右。在總含鹽量、pH及操作溫度、壓力等實驗條件保持不變的情況下，調(diào)節(jié)

MgCl2、

LiCl添加比例，改變模擬鹵水

Mg2+

/Li+，納濾膜結構及溶液性質(zhì)不會有較大程度的改變。

另外，隨原料液

Mg2+

/Li+比的增加，鎂離子的截留率逐漸下降，但納濾膜對鎂離子的截

留率始終維持在

90%以上，而鋰離子截留率均保持在

30%以下。綜合各項數(shù)據(jù)，青海鹽湖研究所研究人員得出結論，隨原料液

Mg2+

/Li+的增長，鎂離子、

鋰離子截留率均下降，鎂鋰分離效果降低。當實驗中原料液鎂鋰比在

17~75

范圍內(nèi)變化

時，鎂離子的截留率始終高于

90%，鋰離子均為負截留，達到了鎂鋰分離的目的。2.2.2

電滲析與離子交換膜高比例鎂鋰比的鹽湖鹵水可采用電滲析法進行鋰的分離。電滲析法是利用離子交換膜在

電場的作用下強行將離子向電極處吸引，

使電極中部的離子濃度大為下降的方法。《我國鹽湖鋰資源分離提取進展》一文中提到，華東理工大學于建國團隊采用日本旭硝

子公司生產(chǎn)的

SelemionCSO/ASA一多價離子選擇性透過膜，對模擬鹽湖鹵水進行了提鋰實驗。該團隊選擇使用電滲析法，實驗結果得到鋰回收液中鎂鋰比由

150

降至

8

左右，

鋰回收率達到

95.3%。類似的，河北工業(yè)大學也使用電滲析法對模擬鹽湖鹵水新型了提鋰操作。該實驗使用日

本

ASTOM公司

CIMS和

ACS一多價離子選擇性透過膜，選擇研究溫度對于鋰的回收

效率的影響。實驗結果顯示，鋰的回收效率隨溫度升高而持續(xù)提升，而溫度對鋰離子與

不同陽離子（如

Na+

/K+

/Mg2+/Ca2+等）間的分離系數(shù)影響不大。2.3

我國主要鹽湖提鋰項目膜分離技術應用情況我國主要鹽湖有察爾汗鹽湖、東臺吉乃爾鹽湖、西臺吉乃爾鹽湖、一里坪鹽湖以及扎布

耶鹽湖。東臺吉乃爾鹽湖鎂鋰比為

37:1，屬于高鎂鋰比鹽湖鹵水。使用吸附法、煅燒法、

溶劑萃取法等無法取得較好的分離效果，且會有較高能耗。其中具體采

用的制備過程是，將鹽田獲得的濃縮含鋰鹽水置于一級/多級電滲析裝置中，使其通過，

利用多價離子選擇交換膜獲得高鋰低鎂鹽水，再通過后續(xù)精制工藝，最終得到高純度碳

酸鋰產(chǎn)品，實現(xiàn)了大規(guī)模清潔生產(chǎn)，無廢氣、廢渣排放。一里坪鹽湖鎂鋰比高達

60.95:1，若使用傳統(tǒng)方式進行提取，同樣具有鋰元素難以分離的

困難。青海湖研究所王敏團隊和五礦鹽湖有限公司通過對膜分離過程中各離子的傳質(zhì)規(guī)

律，鎂鋰分離效果、鋰濃縮程度與電導率之間的關聯(lián)關系、雜質(zhì)離子對膜分離過程的影

響機制進行深入研究，開發(fā)了一種用純物理過程進行鎂鋰高效分離和鋰的高倍率富集的

方法，成功突破了“梯度耦合膜分離技術”工程化應用技術瓶頸。3.

市政水處理投入持續(xù)增長，零排放目標推進膜法水處理深入應用3.1

我國人均水資源不及世界平均水平，地表水質(zhì)狀況逐年好轉近年來水污染一直是民生關注的重點問題，水污染加劇，對人們的生產(chǎn)生活造成了極大

的影響。在這樣的背景下，水處理行業(yè)也將持續(xù)被關注。根據(jù)

Statista2017

年的數(shù)據(jù)，世界各國人均水資源水平差距較大，加拿大排在首位，可達

到

79004

立方米/人，我國人均水資源水平僅有

1955

立方米/人，遠遠低于世界平均水平。

人均水資源匱乏是我國的基本國情。國家統(tǒng)計局披露的數(shù)據(jù)顯示，截止到

2020

年，大陸水資源總量為

31,605.20

億立方米，

人均水資源量為

2,239.80

立方米/人，仍然未達到世界平均人均水資源水平。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）除水溫、總氮、糞大腸菌群外的

21

項指

標標準限值，分別評各項指標水質(zhì)類別，按照單因子方法取水質(zhì)類別最高者作為斷面水

質(zhì)類別。Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)可用于飲用水源一級保護區(qū)、洗水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場、

仔稚幼魚的索餌場等，Ⅲ類水質(zhì)可用于飲用水源二級保護區(qū)、魚蝦類越冬場、洄通道、

水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)、游泳區(qū)，Ⅳ類水質(zhì)可用于一般工業(yè)用水和人體非直接接觸的娛樂用水，Ⅴ

類水質(zhì)可用于農(nóng)業(yè)用水、一般景觀用水，劣Ⅴ類水質(zhì)除調(diào)節(jié)局部氣候外，幾乎無使用功

能。我國地表水水質(zhì)狀況還有待提升，從歷年發(fā)布的《中國環(huán)境狀況公報》看，Ⅳ類及以下

水質(zhì)的比例占所有水源的

32.30%/28.10%/25.80%/25.10%/16.60%，比例正在逐年降低，說

明我國水質(zhì)污染問題的程度在持續(xù)減弱，但仍然任重而道遠。2020

年，水質(zhì)構成中占比

最大的是Ⅱ類水資源，為

46.95%；其次為Ⅲ類水資源，占比

29.2%；而幾乎無使用功能

的劣Ⅴ類水源占比已降至

0.6%?？晒╋嬘盟Ｗo區(qū)的水源比例上升、幾乎無使用功能水

資源的比例下降，可以看出我國整體水資源的利用率正在提升。我國治理廢水項目方面也在持續(xù)努力，每年在該項目中投入的資金均在

60

億元左右。城

市污水的日處理能力也在逐年穩(wěn)步提升，從

2016

年的每日

16779

萬立方米增長至

2020

年的每日

20405

萬立方米，CAGR為

5.01%。2016

年至

2019

年我國城市供水人均生活用水量由每日

176.9

升增至每日

180

升，總體來

說較為穩(wěn)定，2020

年略有下降，為每日

179.4

升。城市用水普及率隨時間逐年提升，到

2020

年已達到

99.0%。3.2

傳統(tǒng)生活污水處理伴隨缺陷，膜法水處理應運而生隨著人民生活水平的提高，對生活污水的處理也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的生活污水處

理方式一般采用生物法，包括活性污泥法、生物膜法、生物濾池和氧化溝等方法，其中

存在不少問題。主要有：1）污水處理工藝水平低：剛性固化污水處理模式根深蒂固，尤

其是膜處理技術的應用一直處于淺層狀態(tài)，與現(xiàn)代城市污水處理發(fā)展的節(jié)奏并不吻合；2）

設備維修費用高：在自主研發(fā)技術相對薄弱的客觀情況下，一些關鍵的污水處理設備仍

需從國外進口。如果設備出現(xiàn)故障或設備升級，需要重新投入經(jīng)濟成本，這就降低了污

水處理的經(jīng)濟效益。；3）市政污水管網(wǎng)配套設施不完善：市政污水管網(wǎng)建設缺乏宏觀統(tǒng)

籌考慮，未能與污水處理廠同步實施，過分注重主干管網(wǎng)建設，忽視支線的重要作用，

造成污水管網(wǎng)體系薄弱，污水收集和排放效率嚴重不足，無法發(fā)揮其應有的作用。

在傳統(tǒng)污水處理工藝諸多缺陷的情況下，有效性和效益型更高的市政膜法水處理應運而

生。與傳統(tǒng)工藝不同，膜法水處理技術充分結合了生物學和微觀化學的專業(yè)知識，使污

水中的微生物充分發(fā)生化學反應，大大減少了污泥量的產(chǎn)生。3.2.1

反滲透膜法反滲透膜工藝本身無法去除相應的雜質(zhì)分子或離子，就需要通過膜分離原理實現(xiàn)雜質(zhì)大

分子的分離，隨后將雜質(zhì)富集到濃水中進行集中排放。系統(tǒng)的濃縮系數(shù)與反滲透處理后

廢水的回收率在實際應用中呈現(xiàn)相似的趨勢。根據(jù)當?shù)匚鬯|(zhì)參數(shù)，結合廢水排放標準，可以確定反滲透處理的工藝流程。國網(wǎng)能

源哈密煤電有限公司發(fā)表的反滲透工藝流程顯示，第一步，經(jīng)過緩沖水池可使反滲透濃

鹽水的水質(zhì)和水量進行一定程度的調(diào)節(jié)；接著，加入一定量的

NaOH，使其與體系中

Ca2+

發(fā)生化學反應形成

Ca(OH)2

沉淀，即可通過微濾膜將沉淀分離出來；在上述廢水預處理

環(huán)節(jié)完成后，向其中加入

HCl，與體系中殘留的

OH-反應，進行

pH調(diào)節(jié)；最后，將得到

反滲透產(chǎn)水收回進入到回用水箱中儲備起來待用。

在上述反滲透工藝中，如果將該工藝與化學軟化技術和新型過濾分離技術相結合，直接

從反滲透濃水中去除硬度、堿度和硅垢，則可大大提高系統(tǒng)的整體回收效率。3.2.2

超濾膜技術與反滲透技術相比，超濾工藝具有有效分離生活污水中較大雜質(zhì)分子的優(yōu)點。它還可以

在不太依賴外力的情況下，在分離過程中獲得更好的結果。這表明超濾過程充分利用了

資源。該技術處理的水量一般較大，特別適合生活污水的深度處理。超濾膜技術在應用中具備適用面廣、操作簡單、節(jié)能環(huán)保等應用優(yōu)勢，因此還需針對市

政供水的實際要求及實際條件來對此項技術進行科學的運用。3.3

零排放目標鼓勵市政水處理加快進程，各行業(yè)需求均有增長2021

年

1

月科技部發(fā)布的《國家高新區(qū)綠色發(fā)展專項行動實施方案》指出，要在國家高

新區(qū)率先實現(xiàn)聯(lián)合國

2030

年可持續(xù)發(fā)展議程、工業(yè)廢水近零排放、碳達峰、園區(qū)綠色發(fā)

展治理能力現(xiàn)代化等目標。零排放是市政水處理行業(yè)的共同目標，在造紙、化工、印染、

冶金等工程方向上都有大量的投入。3.3.1

日常工業(yè)膜法水處理效益向好，努力實現(xiàn)國產(chǎn)替代煤化工行業(yè)生產(chǎn)廢水具有高污染、高耗水的特點，是制約煤炭生產(chǎn)的重要因素。為了實

現(xiàn)煤化工生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，需要廢水資源化利用達到最大化。根據(jù)《現(xiàn)代煤化工廢水近零排放技術集成與優(yōu)化建議》，目前，運行中的現(xiàn)代煤化工項目

廢水處理工藝主要包括廢水預處理、生化處理、中水回用、含鹽廢水膜處理、蒸發(fā)結晶

等。生化處理工藝主要有

A/O、SBR等活性污泥法，而高級處理則由生物曝氣過濾器（BAF）

和生物膜法（MBR）等專利技術進行。有些廢水還需要先進的氧化技術。在現(xiàn)代煤化工

廢水的近零排放系統(tǒng)下，生化處理單元產(chǎn)生的大部分水和含鹽廢水進入膜系統(tǒng)進行脫鹽

處理。膜系統(tǒng)可根據(jù)水質(zhì)情況采取分步膜濃縮，產(chǎn)生的濃縮水進入蒸發(fā)結晶系統(tǒng)進行處

理，結晶鹽填埋或資源化利用。相似地，在石油化工的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的含油、氨、鹽和酚等物質(zhì)的污水。隨

著排放標準的提升，企業(yè)開始對高鹽廢水進行處理，并盡可能地實現(xiàn)資源化回用。其中，MBR（膜生物反應器）和

RO膜（反滲透膜）濃縮是實現(xiàn)廢水回收的幾種主要膜

應用系統(tǒng)。中海石油中捷石化有限公司的許加海團隊使用“高效沉淀池-高速過濾器-脫碳

-臭氧催化氧化-微濾-離子交換樹脂-納濾分鹽-RO再濃縮-MVR蒸發(fā)結晶及冷凍結晶復

合零排放分鹽工藝”進行實驗，最終各過程實現(xiàn)自動化控制，處理系統(tǒng)運行平穩(wěn)。水回

用率達

98%，鹽回收率達

90%，實現(xiàn)了高鹽廢水零排放。目前，國產(chǎn)分離膜已經(jīng)擁有了進行獨立工業(yè)水處理的能力，且反滲透膜技術已達到世界

領先水平，國產(chǎn)反滲透膜的市場占有率逐漸提升；我國攻克了

TIPS法

PVDF中空制膜

工藝，自

2012

年開始籌備工業(yè)化，目前已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。國產(chǎn)分離膜市場中，沃頓科技、三達膜、唯賽勃等公司生產(chǎn)的膜產(chǎn)品在市政污水處理方

面已經(jīng)得到了廣泛的應用，久吾高科這類膜集成系統(tǒng)解決方案的供應商也承辦了各大工

業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)污水處理項目，如幫助南通王子造紙廠制漿中水回用工程等。目前國內(nèi)疫

情控制效果較好，國產(chǎn)分離膜供應鏈運輸供貨風險較低，相較于國際市場更加穩(wěn)定安全；

國產(chǎn)分離膜生產(chǎn)成本比進口膜低；且國產(chǎn)分離膜技術也與世界水準平齊。綜合來看，國

產(chǎn)替代已經(jīng)成為趨勢，未來國內(nèi)分離膜生產(chǎn)企業(yè)的市場占有率將進一步提升。3.3.2

膜法廣泛應用于電子超純水工程項目，回用水質(zhì)量可保證“中水”是介于上水（自來水）和下水（污水）之間而言的，最早是由日本學者提出，

一般是指工業(yè)和生活廢水經(jīng)過集中處理后，用于農(nóng)田灌溉、汽車沖洗、園林繞灑等方面

對水質(zhì)要求不嚴的水。隨著以膜分離技術為代表的新型中水回用技術登上工業(yè)舞臺，中

水可以變廢為寶，作為生產(chǎn)用水或冷卻水循環(huán)利用，具有較高的經(jīng)濟價值和社會價值。北京化工大學張洋在山東新和成藥業(yè)有限公司污水處理站進行了中水回用的實驗。實驗

膜系統(tǒng)進水水質(zhì)為生化系統(tǒng)出水，所用的膜材料為

UF膜、卷式

RO膜及

DTRO/NF膜。

UF膜是采用的

2

支北京鑫佰利科技有限公司生產(chǎn)的

PVDF中空纖維膜組件，卷式

RO膜

來自美國海德能公司標準的

8

英寸

RO膜。全膜法中水回用工藝主要包含砂濾單元、單

元、樹脂軟化單元、卷式

RO單元與

DTRO/NF單元。UF膜組的實驗結果表明，UF膜凈化分離后，96.2%的濁度得到有效去除，表明給水中與

濁度有關的顆粒雜質(zhì)基本被截留；而

CODcr（重鉻酸鹽需氧量）的去除效果不佳，平均

去除率僅為

11.3%。卷式反滲透膜實驗組對

CODcr的去除效果更為明顯，平均去除率在

97%以上，說明反滲透膜的去除效果是高效穩(wěn)定的。張洋在

DTRO膜組實驗中建立了

DTS碟管系統(tǒng)，作為全膜工藝的深度濃縮單元。中試期

間，DTRO膜對電導率和

CODcr的去除效果良好，三級

DTRO/NF膜的電導率去除率分

別為

97%、95%和

45%，CODcr去除率分別為

96%、94.5%和

68%。根據(jù)實驗結果，張洋認為，中試驗證了全膜工藝在再生水深度回用中的可行性。同時，

在進水水質(zhì)波動較大時（主要是

CODcr變化），系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定的運行狀態(tài)，經(jīng)得起

考驗。對各級膜產(chǎn)水的水質(zhì)進行監(jiān)測，確?；赜盟乃|(zhì)和最終蒸發(fā)處理的濃水輸出量

符合要求，確認了膜法水處理技術的價值。4.

海水淡化海內(nèi)外市場潛力大，反滲透膜技術仍有發(fā)展空間4.1

國家政策支撐海水淡化蓬勃發(fā)展，在建在用工程數(shù)量穩(wěn)定提升海水淡化可在一定程度上緩解水資源不足的問題，而海水反滲透（SWRO）淡化已成為

目前投資最省、成本最低的利用海水制備飲用水的過程。世界上大約有

16876

個運行中

的海水淡化廠，270

個在建廠，3825

個離線廠。有

14360

個運行中的反滲透廠，表明反

滲透占現(xiàn)有運行廠的

85%。另外，在

270

個正在建設的工廠中，有

247

個反滲透工廠，

表明反滲透占這些工廠的

91%。在各大洲，中東地區(qū)有最大的運行中的海水淡化廠，該

次區(qū)域占全球海水淡化能力的

39%。另外，Statista數(shù)據(jù)也顯示，全球運營工廠的日均海

水淡化能力排行第一的屬于中東及北非地區(qū)，為每天

4532

萬立方米。我

國

海

水

淡

化

工

程

總

規(guī)

模

逐

年

增

長

，

2016

年

至

2020

年

分

別

為

每

日

1188065/1189105/1201741/1573760/1651083

噸。其中，2019

年較上年同比增長了

30.96%，

增長幅度大。到

2020

年，我國已有

135

個在用的海水淡化工程。2021

年

6

月，國家發(fā)展改革委、自然資源部印發(fā)《海水淡化利用發(fā)展行動計劃（2021—

2025

年）》，指出到

2025

年，全國海水淡化總規(guī)模達到

290

萬噸/日以上，新增海水淡化

規(guī)模

125

萬噸/日以上，其中沿海城市新增

105

萬噸/日以上，海島地區(qū)新增

20

萬噸/日以

上。我國海水淡化規(guī)模不僅在國內(nèi)有廣闊的發(fā)展空間，根據(jù)上面提到的全球數(shù)據(jù)，世界

各地對于海水淡化的需求也很強烈，我國海水淡化膜和海水淡化設備在世界范圍內(nèi)的應

用前景十分向好。從支出方面看，財政部數(shù)據(jù)顯示，2010

至

2019

年間，海水淡化財政支出在

0.03

億元和

0.17

億元之間波動，到

2019

年支出為

0.15

億元。2020

年，我國一般公共預算支出決算

表披露，當年海水淡化財政支出激增，為

3.88

億元，同比增長

2486.67%。我國自然資源部

2020

年披露的《全國海水利用報告》中統(tǒng)計，截至

2020

年底，全國應

用反滲透技術的工程

118

個，工程規(guī)模

1078453

噸/日，占總工程規(guī)模的

65.32%；應用低

溫多效技術的工程

15

個，工程規(guī)模

565530

噸/日，占總工程規(guī)模的

34.25%；應用多級閃

蒸技術的工程

1

個，工程規(guī)模

6000

噸/日，占總工程規(guī)模的

0.36%；應用電滲析技術的工

程

2

個，工程規(guī)模

600

噸/日，占總工程規(guī)模的

0.04%；應用正滲透技術的工程

1

個，工

程規(guī)模

500

噸/日，占總工程規(guī)模的

0.03%。2020

年，新增海水淡化工程全部采用反滲透

技術。除國家發(fā)改委對十四五期間海水利用有所計劃以外，各省市也在此方面發(fā)布了相關的政

策。山東省、天津市、江蘇省針對補貼方面，制定了激勵政策，推動當?shù)睾Ｋa(chǎn)業(yè)

的發(fā)展；大連、天津、浙江、廣東、海南等沿海省市將海水淡化納入海洋中心城市建設、

海洋裝備、水資源管理、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群等行動計劃、指導意見或實施方案中。4.2

RO海水淡化技術成本相對較低，集成后可進一步降低能耗RO（反滲透）海水淡化技術主要包括：海水抽取、海水預處理、RO膜分離、產(chǎn)水后處

理、濃鹽水排放等技術步驟，需要由高壓水泵提供電力驅動的高外壓，從而實現(xiàn)反滲透

技術。反滲透膜海水淡化技術耗能少，在節(jié)能方面降低了制水成本，可以廣泛使用；而

且淡化后的水質(zhì)穩(wěn)定，可以為工業(yè)和生活提供穩(wěn)定的水源。同時，反滲透膜海水淡化技術存在濃鹽水排放造成環(huán)境污染的問題。膜法海水淡化的回

收率在

40%左右，剩余的濃鹽水大部分直接排入大海。濃鹽水對環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在

四個方面：高鹽度、熱污染、金屬污染和化學污染。因此，為了進一步降低

RO海水淡

化的能耗、更好地應對濃鹽水對環(huán)境的污染，有必要發(fā)展海水淡化膜法集成技術。5.

行業(yè)內(nèi)相關公司分析5.1

沃頓科技——國內(nèi)領先復合反滲透膜生產(chǎn)企業(yè)，聚焦新型膜材料產(chǎn)品生產(chǎn)，全球第二家擁有干式膜元件規(guī)?；a(chǎn)能力的制造商沃頓科技是以膜法水處理業(yè)務為主、植物纖維綜合利用和股權投資運營為輔的控股型上

市公司，產(chǎn)品主要包括工業(yè)膜產(chǎn)品以及家用膜產(chǎn)品，主要應用于鋼廠、電廠中水回用，

海水淡化，石油脫鹽，飲用水凈化等領域。公司已經(jīng)成為全球第二家擁有干式膜元件規(guī)

?；a(chǎn)能力的制造商。公司主導產(chǎn)品為各類膜產(chǎn)品，除此之外，還包括植物纖維彈性材料及制品。膜產(chǎn)品是一種具有特殊選擇性分離功能的高分子材料，能夠選擇性透過水體中的一種或

幾種物質(zhì)，從而將目標物與雜質(zhì)分隔，達到水質(zhì)凈化的作用。公司的膜產(chǎn)品主要分為反

滲透膜、增強反滲透、納濾膜、超濾膜、各級水效膜等。膜產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售主

要由原全資子公司時代沃頓科技有限公司負責，具有年產(chǎn)

1000

萬平方米復合反滲透膜和

納濾膜的生產(chǎn)能力。由

2016

年至

2021

年中報，公司的營業(yè)收入中膜產(chǎn)品的占比均在

50%以上，分別為

58.67%/57.34%/59.82%/58.75%/50.80%/53.87%。植物纖維制品的營收在

2016

年至

2019

年間在報表中被歸至棕纖維產(chǎn)品，在過去五年中該項業(yè)務的營收占比在

30%-40%間波動。

自

2020

年，膜分離業(yè)務開始產(chǎn)生收入，當年獲得收入

1.64

億元。2020

年，公司毛利潤

中

57.94%來自于膜產(chǎn)品銷售，為

2.7

億元，占據(jù)公司分業(yè)務毛利潤首位。公司

2016

年至

2020

年營業(yè)總收入由

10.09

億元增至

12.54

億元，CAGR為

5.58%。截止

至

2021

年三季度，公司營業(yè)總收入為

10.57

億元，同比增長

29.32%。歸母凈利潤方面，2016

年至

2020

年由

0.99

億元增至

1.06

億元，CAGR為

1.72%。截止

至

2021

年三季度，歸母凈利潤為

1.03

億元，同比增長

60.99%。公司

2016

年至

2021

年三季度期間費用率由

31.42%降至

21.29%，其中

2018

年費用率較

大幅度下降主要由于公司將研發(fā)費用從管理工業(yè)中拆分出來所致。2018

年至

2020

年間，

期間費用率較為穩(wěn)定，三年內(nèi)分別為

22.44%/19.53%/21.29%。2020

年銷售/管理/財務費用

率分別為

11.07%/8.89%/0.85%，與上年比變動

3.48%/-0.71%/-1.01%。銷售費用率變動主

要因為報告期為拉動市場加大了營銷投入及公司調(diào)整了線上產(chǎn)品的銷售模式。財務費用

率下降主要由于為上期存在中車產(chǎn)投借款所致。公司自

2017

年至今研發(fā)投入及研發(fā)費用率均較穩(wěn)定，2017

年至

2021

年三季度研發(fā)投入

分別為

0.54/0.66/0.63/0.74/0.6

億元，其中

2020

年增長明顯；研發(fā)費用率分別為

4.99%/5.97%/5.54%/5.90%/5.68%。2020

年，公司研發(fā)投入方向主要包括：1）復合反滲透

膜研究與開發(fā)及耐酸堿膜、耐溶劑膜、高壓反滲透膜等新產(chǎn)品的研究開發(fā)，對產(chǎn)品多元

化、性能提升等有積極影響；2）大自然植物纖維防霉技術研究，植物纖維彈性材料性能

研究及產(chǎn)品開發(fā)，基于個性定制及智能技術的植物纖維產(chǎn)品開發(fā)、植物纖維彈性材料關

鍵指標檢測及優(yōu)化技術研究、植物纖維床墊制備工藝優(yōu)化技術研究等。公司具有專業(yè)研究優(yōu)勢，擁有分離膜材料及應用技術的國家級研發(fā)平臺；與東華大學、

貴州大學產(chǎn)學研深度融合，建有水處理膜研發(fā)基地和先進膜材料聯(lián)合研發(fā)基地；主持國

家級重點研發(fā)計劃《高性能海水淡化混合基質(zhì)反滲透產(chǎn)品與應用示范》《再生水安全供水

系統(tǒng)與關鍵技術》等。公司

2016

年至

2019

年銷售毛利率水平略有下降。2020

年出現(xiàn)回升，銷售毛利率和凈利

率分別為

37.12%/9.6%。2021

年三季度，銷售毛利率與凈利率表現(xiàn)較好，較之去年同期

二者水平均繼續(xù)上升，分別為

38.32%及

10.8%。公司

2020

年經(jīng)營活動現(xiàn)金凈流量為

1.8

億元，較上年同比增長

143.24%，現(xiàn)金流大幅提

升，主要因為本期銷售回款情況較好所致，導致公司現(xiàn)金流情況明顯改善。2021

年

9

月公司公告顯示，為了進一步優(yōu)化膜產(chǎn)品結構、增強產(chǎn)品市場競爭力，公司向

中車產(chǎn)業(yè)投資有限公司以及國能龍源環(huán)保有限公司發(fā)起非公開發(fā)行股票，募集資金總額

為人民幣

4.075

億元。其中，龍源環(huán)保通過本次發(fā)行認購的股份不低于本次發(fā)行后上市公

司股份總數(shù)的

5%。國能龍源環(huán)保有限公司是國內(nèi)節(jié)能環(huán)保領域領先企業(yè)，目前也在大力發(fā)展膜產(chǎn)品應用市

場、深度參與國家能源集團的水處理業(yè)務。本次發(fā)行后，其與公司產(chǎn)生協(xié)同效應，主要

包括：1）市場協(xié)同效應：公司與龍源環(huán)保合作，可實現(xiàn)公司反滲透膜、中空纖維超濾膜

產(chǎn)品技術在市場領域及客戶群體中進一步拓展，雙方可共同向包括國家能源集團在內(nèi)的

客戶提供膜法水處理整體解決方案，共同開發(fā)客戶資源、發(fā)揮各自優(yōu)勢，為以后合作創(chuàng)

造更多機會；2）技術協(xié)同效應：公司膜產(chǎn)品應用于龍源環(huán)保擁有的大量膜產(chǎn)品應用場景，

有利于加快膜產(chǎn)品技術迭代、升級，公司能夠提供更為適合復雜工況條件下的膜技術解

決方案，并能快速響應客戶需求，在新應用場景中提供更貼近客戶需求的定制化產(chǎn)品、

方案設計等服務，能有效提升能源集團向其客戶提供工程方案設計和運營服務能力。5.2

唯賽勃——具有同時研發(fā)膜元件、膜壓力容器及復合壓力罐的企業(yè)唯賽勃是一家擁有高性能卷式分離膜及相關專業(yè)配套裝備原創(chuàng)技術、自主核心知識產(chǎn)權、

核心產(chǎn)品研發(fā)制造能力的高新技術企業(yè)，致力于成為國際領先的膜分離技術核心部件供

應商。公司歷年來業(yè)務結構穩(wěn)定，2017

年至

2020

年占比較大的為復合反滲透膜和復合材料產(chǎn)品，

2020

年分別為

1.41

億元，占比

44.76%；1.20

億元，占比

38.07%。其中復合材料產(chǎn)品主

要包括膜元件壓力容器和復合材料壓力罐。膜元件

2020

年收入

0.42

億元，占比

13.47%；

配件及其他業(yè)務共收入

0.11

億元，占比

3.57%。2020

年毛利潤中，43.66%來自于復合反

滲透膜，共

0.51

億元，占公司毛利潤首位。公司

2017

年至

2019

年營業(yè)總收入由

3

億元增長至

3.61

億元，CAGR為

9.7%。歸母凈利

潤由

0.47

億元增至

0.66

億元，CAGR為

18.50%。2020

年，由于新冠疫情爆發(fā)，對公司

的生產(chǎn)經(jīng)營產(chǎn)生了影響，營業(yè)總收入和歸母凈利潤分別為

3.14

億元以及

0.47億元，較

2019

年有所下降。2021

年國內(nèi)疫情控制效果較好，三季度營業(yè)總收入為

2.75

億元，同比增長

26.06%；歸母凈利潤為

0.41

億元，同比增長

41.49%?？刭M方面，公司自

2018

年至今，期間費用率有所上升。2020

年，公司銷售/管理/財務費

用分別為

0.05/0.35/0.04

億元，期間費用的增加來源于管理費用的增加，主要由于管理人

員平均薪酬、業(yè)務招待費、汕頭奧斯博生產(chǎn)車間零部件和管理用設備維修費同比增加所

致。公司

2017

年至

2020

年研發(fā)支出分別為

0.18/0.21/0.24/0.21

億元，研發(fā)費用率分別為

6.00%/6.40%/6.65%/6.69%。公司研發(fā)費用率持續(xù)提升，基于膜分離技術核心部件的產(chǎn)業(yè)

化和自主產(chǎn)品技術迭代開展研發(fā)活動，圍繞反滲透膜及納濾膜在應用中的高脫鹽率、高

產(chǎn)水通量、抗污染、耐腐蝕、耐高壓、低能耗等六大目標和復合材料壓力罐、膜元件壓

力容器在應用中的安全性、穩(wěn)定性、抗壓性能三大核心特性，不斷完善產(chǎn)品品質(zhì)和性能。

同時，公司鹽湖提鋰規(guī)模化應用已率先成功落地，國產(chǎn)納濾膜打破國際壟斷、降低提鋰

成本，助力新能源產(chǎn)業(yè)國家戰(zhàn)略規(guī)劃，實現(xiàn)碳達峰、碳中和宏偉目標；已成功應用在藍

科鋰業(yè)、藏格鋰業(yè)等三家位于青海的鹽湖提鋰項目中，并計劃與西藏礦業(yè)合作位于西藏

的鹽湖提鋰項目中應用。公司銷售毛利率和凈利率近年來維持穩(wěn)定，2017

年至今毛利率維持在

40%左右。2020

年

較

2019

年略有下降，主要由于受到新冠疫情影響，公司應用于商業(yè)、工業(yè)領域的毛利率

較高的大規(guī)格型號復合材料壓力