2018年中国臭氧设备行业发展现状及发展前景分析【图】

(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，这将会带动与此相关的臭氧设备制造行业的发展。

“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

我国地表水总体为轻度污染，Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类 地表水水质的断面比例分别为 23.7%和 8.6%， 112 个重要湖泊(水库)中，Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类共有  38 个。而在地下水环境质量的监测显示，水质优良的测站比例仅占 2.9%，良好的测站比例为 21.2%，较差的测站比例为 56.2%，极差的测站比例为  19.8%，无较好测站。在枯水期、丰水期和平水期，监测的 68 条河流入海断面水质劣于第 V 类地表水水质标准的比例分别为 35%、 29%和  38%。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。

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

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。

(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

数据来源：公开资料整理

①臭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

数据来源：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

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。我国生活污水排放量由 1998 年的 195 亿吨增长至 2015 年的  535.2亿吨。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2015 年的  72.78%，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。

“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， 2015 年为  1,851.9 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，其效果得到了验证。

臭氧在烟气脱硝工艺中的应用示意图

数据来源：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

数据来源：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。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。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。2016  年， 我国全口径发电设备容量 16.46 亿千瓦。 其中， 火电达 10.54 亿千瓦，占比约为  64%，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。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， “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。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。世界生产重心已经向中国发生明显转移。精细化工在我国行业统计中体现为专用化学品，  2003 年到 2016 年，我国化学原料及化学制品制造业主营业务收入由 8,858 亿元增长到 8.77 万亿元，业务规模扩大 10  倍左右。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。

(三)行业技术情况

1、行业关键技术

(1)臭氧制取技术

臭氧制取技术是指产生臭氧的技术，在工业应用中主要有介质阻挡放电法、紫外线法、电解法等。介质阻挡放电法：其基本原理是将含氧气体通过由放电电极和绝缘介质构成的放电间隙，当电极间施加的外部交流高压电场超过气体的击穿电压时，气体发生充分电离，从高压电场获得能量的电子与氧分子发生非弹性碰撞，电子把能量转移给氧分子，气体被激励后，发生电子雪崩，形成等离子体。当电子从放电电场获得的能量大于  8.4eV 时，氧分子开始分解、电离，产生的氧原子与氧分子结合最终形成臭氧。目前工业应用臭氧发生器大都采用介质阻挡放电的方法。如图所示：

臭氧发生原理示意图

数据来源：公开资料整理

介质阻挡放电技术易于制造单机臭氧产量高的设备，技术进步快，相对能耗较低，能够实现臭氧的工业应用，是目前市场占有率最高、应用最广的技术。紫外线法：紫外线式臭氧发生器是使用特定波长的紫外线照射氧分子，使氧分子分解而产生臭氧。这种方式臭氧产量低、相对能耗大、紫外线灯管使用寿命短，工业应用范围较窄。电解法：电解法臭氧发生器是通过电解纯净水产生臭氧。此种方式能制取高浓度的臭氧水，使用和维修简单，但臭氧产量无法做大、电极使用寿命短、臭氧不容易收集，使用范围受到限制，并且制造成本高。目前该种臭氧发生器只在一些特定的小型设备上或某些特定场所使用，实现臭氧的工业规模应用还需不断的技术进步。

(2)臭氧发生器核心技术

①臭氧发生单元设计技术

臭氧发生单元基于介质阻挡放电原理，是用于产生臭氧的基本物理单元，是构成臭氧发生室的基础。臭氧发生单元设计技术是通过对高压放电等离子体物理参数的研究和试验，研发具有优良介电常数和导热性能的介质材料，设计、加工精密的电极结构构成微小、均匀的放电间隙，以及研究与设计外部高压电场参数等的关键技术。国内外主流臭氧设备制造商的臭氧发生单元均有技术专利，WEDECO  的玻璃介质放电技术， Ozonia 的 AT(Advantage Technology)非玻璃介电体技术和近年新推出的 IGS(Intelligent Gap  System)技术，日本富士电机系统株式会社、三菱电机的玻璃介质放电技术;公司拥有非玻璃介质放电和玻璃介质放电两种技术，其中 DTA  非玻璃放电体技术和玻璃介质放电技术均获得发明专利。

②臭氧专用电源及电源控制技术

臭氧的产生需要电力电源为其提供高电压和能量来源，对于电源而言，臭氧发生单元属于特殊的非线性容性负载，为了获得更高的臭氧浓度及产量，更低的电能消耗，需要对电源拓扑结构、负载谐振电路参数、电源控制方式以及工作点进行研究和设计，使臭氧发生器工作在最为合适的工作点，这是臭氧电源技术的关键，国际知名臭氧设备制造商都拥有与自己的臭氧发生单元相匹配的臭氧电源技术。

③臭氧发生器运行控制技术

臭氧发生器产生臭氧的浓度、电耗、产量与气源质量，气体的温度、压力、流量以及电源工作点都有着直接的关系，  高效的臭氧发生器需要对设备运行过程中关键的物理量进行实时的采集、计算，  并通过合理的控制方法，使臭氧发生器工作在最佳运行状态。臭氧发生器的运行控制技术需臭氧发生器生产企业对其控制参数和算法进行长期的摸索，以及数据和经验积累。

(3)臭氧系统集成技术

臭氧发生器是臭氧系统的一部分，要实现完整的工业应用，还需要臭氧投加装置、臭氧尾气破坏装置、气源装置等相关辅助设备，并由系统控制单元按照详细的工艺要求和控制流程，对各个辅助设备进行协调控制，统一调度，保证整个生产流程的准确性、稳定性和可靠性。成熟的系统集成技术需要对不同行业的应用特点进行的长期的数据和经验累积。

①臭氧投加技术：为了保证臭氧的充分利用，需要针对不同的工程应用特点，对臭氧投加浓度、投加量、投加方式、接触时间等进行研究设计，开发高效的臭氧投加装置，选择适合的投加工艺。

②尾气破坏技术：臭氧属于对人体有害的强氧化性气体，未被吸收的臭氧尾气不能直接排放至大气中，需要根据工程应用条件、尾气浓度及其变化、工作气量及其变化研究开发尾气分解装置和新型高效催化剂，保证臭氧尾气分解效率，降低能耗。

③气源处理技术：臭氧发生器在选用空气或现场制取氧气作为气源时，原料气中含有大量的水分、灰尘、油、碳氢化合物(烃)和氢之类的杂质，对臭氧发生器的安全运行具有较大危害，降低了臭氧产生效率，需要根据气源中杂质的类型和含量设计开发气源处理装置，对气源进行干燥、过滤、吸附处理。

④系统自动化控制技术：根据臭氧应用工艺流程，构建以臭氧发生器为核心，辅以其它外围设备的完整的臭氧系统，并设计自动化控制与检测系统，对供气流量、臭氧浓度、投加功率等进行检测和调节，实现故障诊断、报警、自动恢复，对整个系统进行协调控制，保证系统运行的准确性、可靠性。

2、行业技术指标

臭氧产量、浓度与电耗是衡量臭氧设备性能的三项主要指标如下：臭氧产量是指臭氧发生器单位时间产生的臭氧量，臭氧产量=臭氧浓度×工作气量。臭氧浓度、工作气量都需要换算到标准状态下。目前国际上臭氧发生器最大的单机产品规格已达  175kg/h。臭氧浓度是指臭氧发生器出气中的臭氧含量(采用标准状态下的质量÷体积的浓度，即 mg/L 或 g/m3;或质量的浓度，即  wt%)。臭氧浓度通过用碘量法或紫外吸收法测定。目前经济运行的臭氧浓度一般为：氧气源 7-12wt%(相当于102-179mg/L)，空气源  2.3-3.5wt%(相当于 25-45mg/L)。臭氧电耗是指产生 1kg 臭氧消耗的电能，臭氧电耗=有功功率÷臭氧产量。目前经济电耗一般为：氧气源  7-11kW•h/kg，空气源  13-18kW•h/kg。臭氧产量和浓度关系到臭氧在工业应用中的效果，电耗则关系到臭氧设备的运行成本，在相同条件下，产量越大、浓度越高、电耗越低的臭氧设备技术越先进。因此，这三项指标代表着臭氧设备的性能，也标志着从事臭氧设备制造公司的技术实力。另外，冷却水温度对臭氧设备性能指标的影响较大。同样的臭氧设备在较低的冷却水温度下，可以获得更高的性能指标，因此国内臭氧设备经济电耗一般指冷却水温度在  25℃左右的情况。随着臭氧设备制造技术的进步和新材料、新工艺的应用，臭氧发生器在产量、浓度与电耗三项技术指标上将会有较大程度的提高。臭氧的制取技术获得突破将推动臭氧技术指标的提升和运行费用的降低，进一步提高臭氧应用的市场竞争力，应用领域也将更加广阔。

3、行业技术特点

(1)臭氧技术是涉及多学科的综合性技术

臭氧技术是涉及到近代物理、材料、电力电子、精密机械、自动化控制、电子信息、应用化学等多学科的综合性技术，其专业技术主要包括：①介质阻挡放电技术，包括高压放电物理参数的设计、介质材料与结构、电极材料与结构、放电管的机械强度、结构精度、耐压性能和散热性能以及与上述相关的加工工艺等。②臭氧电源及其控制技术，包含主电源拓扑结构设计，负载谐振电路设计，电源控制设计，使臭氧发生器工作在最为合适的工作点，保证设备运行的稳定性和经济性。③臭氧运行控制技术，主要指臭氧发生器的自动化控制技术，根据臭氧发生理论，设计合理的臭氧发生器控制系统和自动控制算法，对温度、压力、流量、浓度和电源工作点等关键物理参数进行采集和控制，使臭氧发生器工作在最佳状态。④臭氧系统集成技术，主要包含臭氧投加装置、臭氧尾气破坏装置、气源装置等相关辅助设备及系统集成工艺的设计，使各环节设备技术参数达到最佳匹配，保证整个生产过程的准确性、稳定性和可靠性。因此，臭氧技术的研发既需要长时间、大量实验数据的支持，更需要各学科研究人员共同合作开发。

(2)臭氧系统设备需根据用户需求定制

臭氧设备应用领域广泛，不同行业用户对系统配置、运行控制等方面有不同要求，需要根据项目实际情况结合客户的安装要求、运行环境、工况条件等因素对臭氧系统集成进行专门设计。因此，臭氧系统集成具有很强的专业性和针对性，需要臭氧设备供货商具有强大的综合技术实力，才能确保整套臭氧系统的高效稳定运行。

4、臭氧的应用技术及其特点

臭氧的应用技术是在工业中利用臭氧的强氧化性，通过对臭氧的单独使用或与其它方法联合使用，达到降解有机物、  脱色、除臭、杀菌等特定目的。臭氧在市政给水、中水回用、市政污水、工业废水、烟气脱硝、精细化工、泳池消毒、空间消毒、饮料食品等行业应用广泛，与流体力学、分析化学、消毒学、有机化学、无机化学等学科密切相关，应根据不同领域的应用特点及臭氧发挥的主要作用，进行专业设计。在不同的应用领域，臭氧的功能与技术应用方式不同，与其他技术既有互相替代的竞争关系，又有互补的合作关系。  例如在饮用水深度处理、废水处理和精细化工等领域中对传统氧化剂的替代;臭氧技术在很多情况下是和其他技术联合运用，在水处理工艺中的组合形式就有：  臭氧-活性污泥、臭氧-活性炭吸附、臭氧-絮凝-膜处理、臭氧-气浮、臭氧-膜处理等;臭氧技术更有自身独特的功能，比如在水处理中的脱色、除臭功能，随着水质的恶化和水标准的提高，在很多水处理项目中都必须采用臭氧技术才能达到处理效果。

5、国际臭氧技术的发展趋势

(1)臭氧发生器单机产量及应用规模不断提高。 3×175kg/h 的大型臭氧发生器在巴西 VCP 造纸厂纸浆漂白中已得到实际应用。在国内，  5×120kg/h 的大型臭氧发生器 2012 年在石家庄桥东污水厂投入运行。5×80kg/h 的大型臭氧发生器 2012年在上海石化投入运行，用于烟气脱硝。  4 套 120kg/h 大型臭氧发生器已应用于绍兴柯桥滨海印染产业集聚区污水深度处理工程。

(2)臭氧发生器技术指标不断提升。臭氧应用正常运行浓度已经有达到14wt%(约合 210mg/L)，实验室数据可以达到  300mg/L。同时由于新介质结构研发以及合理的电源特性匹配，使得相同臭氧浓度和产量下的电耗越来越低。

(3)臭氧发生器的集成配套要求越来越完善。从早期要求单一产品臭氧发生器供货，发展到现在的全套臭氧系统设备供货，包括不同臭氧应用行业的臭氧投加系统、尾气分解系统、自控系统等在内的全套臭氧系统设备，提供臭氧系统解决方案。

(4)应用领域不断拓展。近年来，随着臭氧应用技术的不断进步，臭氧在烟气脱硝、废旧轮胎处理、臭氧冰保鲜等新兴领域的应用取得较大进展，并取得了较好的应用效果。

(四)行业发展特点

1、行业的经营模式

臭氧发生器按照臭氧产量的大小分为小、中、  大型臭氧发生器。不同型号的臭氧发生器应用行业不同，经营模式也有很大区别。中小型的臭氧设备，或者臭氧系统的配套设备，设备采购金额不大，  用途简单，不必采用招投标的形式，臭氧设备供应商和终端用户直接进行商务谈判，按客户的要求提供适合的产品。大型臭氧系统设备所需技术水平高、投资金额大，客户在采购设备时大多采用招投标的形式。大型臭氧系统设备不是标准化的设备，需根据不同的应用条件设定臭氧设备的设计参数，臭氧系统设备的销售不仅仅是简单的提供设备，还要提供综合的技术服务，因此订单生产、量身定制、综合服务是臭氧设备供应商生产经营的特点。大型臭氧设备的销售需经过“设计+生产+销售+服务”整个过程，首先根据客户的应用情况进行设计，实验达标后根据设计进行产品订单生产，设备生产完成后要进行设备的安装调试或者指导安装调试，还需提供后续的技术服务。臭氧设备的生产需要专业的技术，基于技术和经验提供有针对性的产品方案设计和服务也是臭氧设备行业经营的关键。大型臭氧设备大多应用在水处理、烟气处理等环保项目中。环保项目可能由终端客户自己组织建设，也可能由专业的环保工程公司承包实施具体的项目建设，因此臭氧设备供应商销售产品时可能直接销售给终端客户，也可能销售给环保工程公司。考虑到大型臭氧设备是环保项目中的关键设备，客户有时也会委托臭氧企业实施与臭氧工艺密切相关的全部处理环节。

2、行业的周期性

臭氧行业属于环保装备制造业，其发展与经济周期的变化相关，一定程度上受到国民经济运行情况影响。在国民经济发展的不同时期，国家的宏观政策会有所调整，该类调整将直接或者间接影响到臭氧行业的发展。大型臭氧发生器主要应用在市政水处理、工业污水处理和烟气处理等下游行业，可能会受到经济周期波动的影响。但随着环保问题日益突出，  大众对于环境保护的日益重视，国家从战略的角度不断加大对环保产业的投资，  逐渐提高环保标准，并从政策上强制要求企业采取环保措施，环保装备产业作为朝阳产业将迎来快速发展的有利时期，其对臭氧发生器的需求在未来相当长一段时间内将保持持续增长的态势。

3、区域性、季节性特征

大型臭氧设备广泛应用于市政、石化、电力、  化工、冶炼、制药、造纸等众多领域，不依赖某一单一市场或区域。受环保政策的实施和执行力度影响，臭氧设备的需求与地区污染情况、废水排放情况以及地方政府对环保重视程度有关，同时市政、石化、电力、化工、制药等是臭氧设备需求较多的行业，因此在上述行业较发达的地区，需求量也比较大。从区域上看，我国东部地区经济发展早，污染较为严重，对废水和烟气处理技术提出了更高的要求，同时因为东部地区人口多、城市密集，水厂的数量也较多，因此大型臭氧设备在东部的需求更多。臭氧设备自身的生产销售不受季节性的影响，  但对于市政、石化、电力、化工、冶金等大型客户而言，其一般在设备采购、货款结算方面遵守严格的预算管理制度，投资立项申请与审批一般集中在每年的上半年，执行实施相对集中在下半年。

4、行业进入壁垒

(1)技术壁垒

臭氧的生产技术和应用技术需要多年的实验数据和实践经验积累，臭氧技术的研发既需要长时间、大量实验数据的支持，更需要各学科研究人员共同合作开发。臭氧设备的研制需要多学科的技术综合运用，涉及的技术包括高压放电等离子体物理参数的研究与控制，介质材料研究与放电单元的结构设计、非线性负载谐振电力电源及其控制系统的研究、臭氧运行控制技术、臭氧系统集成技术等的设计研究，涉及到近代物理、材料、电力电子、精密机械、自动化控制、电子信息、应用化学等多学科;臭氧系统的实际应用更涉及多种技术，比如水处理行业，包括市政给水、市政中水、市政排水以及工业废水处理等，整个系统设计需要针对不同水质进行投加臭氧实验、技术方案设计、臭氧设备参数设定、工艺流程安排、臭氧系统设备的安装、设备调试、臭氧设备检测等众多环节。现在工业应用中对臭氧设备的技术参数要求越来越高，  应用技术要求也越来越复杂，臭氧技术是臭氧行业最主要的门槛。因此，对于新进入臭氧行业的企业，臭氧技术门槛高，涉及技术种类繁多，掌握行业技术所需周期长，具有较高的技术壁垒。

(2)品牌和既往成熟业绩壁垒

大型臭氧设备是专业化设备，单套价值较高，使用寿命一般在 10  年以上，因此客户在选择供应商时，重点考虑设备厂商的品牌和行业口碑，知名品牌意味着客户的认可，其设备在性能、质量及服务等方面具有更高的可靠性。大型臭氧设备在与人民生活质量密切相关的市政自来水厂和市政污水厂，以及涉及环保强制标准要求的废水和废气排放企业应用较多，客户对臭氧系统运行的稳定性、可靠性具有非常高的要求。大型臭氧设备各细分行业客户都极为重视臭氧系统供应商的既往工程业绩和实际应用效果等情况，  这也是臭氧系统供应商开发新客户重要的先决条件。大型臭氧设备的采购一般都采用招投标形式，客户会明确限定供应商具有同类及同规模臭氧设备应用成功案例。因此，品牌和既往成功业绩是臭氧企业能否参与重要项目市场竞争的基本条件，成为新进入此行业的企业在短期内无法逾越的门槛。

(3)臭氧技术人才壁垒

臭氧技术是专业性非常强的综合学科技术，需要掌握相关技术的各学科专业人才，臭氧设备的研究开发、设备制造、  系统方案设计、安装与调试、销售与客服更需要大量具有成熟经验的臭氧技术人才。臭氧设备制造业属于国民经济中的细分行业，我国大型臭氧设备制造企业起步较晚，国内个别高校也仅对臭氧产生机理和应用效果进行研究，没有涉及臭氧设备核心制造技术、系统集成技术及工程应用技术。目前国内臭氧企业普遍规模较小、研发投入不足，小型臭氧设备的制造技术相互模仿严重，缺乏高性能、大型臭氧设备的研发、制造和应用等方面的经验，掌握臭氧核心技术的企业和人才不多，难以通过人才引进的方式解决。因此，臭氧企业从事大型设备制造并进入高端市场领域，需长期进行机理研究、设备开发和工程实践等经验的积累，需自身长期培养专业技术人才并形成技术团队。臭氧技术人才缺乏成为进入大型臭氧设备制造领域的壁垒。

(4)生产能力壁垒

生产能力壁垒体现在臭氧设备生产的质量要求、臭氧设备生产的规模化效应和 臭 氧 设 备 的 定 制 化 生 产 能 力 。 2010 年 实 施 的 《  水 处 理 用 臭 氧 发 生  器CJ/T322-2010》标准对臭氧设备的技术参数、稳定运行和安全使用提出了更高要求，是臭氧设备生产企业准入基本标准。大型臭氧设备的生产既需要较大的固定资产投资和流动资金投入，又需要通过长期的生产制造经验积累，以保证产品质量、供货周期并降低生产成本。大型臭氧系统设备需要根据用户不同的需求量身定制，同时国内的石油、化工、电力等行业所遵循的行业内标准与规范各不相同，不同国家和地区所遵循的标准以及电力条件、  工况条件也有较大差别，需要有针对性的系统设计、生产组装和出厂检测，每个环节都有专业化的技术分工，对企业的生产技术能力、生产及时性、生产协调能力等方面都有很高的要求。另外，重要客户在做出采购决策前，会实地考察企业生产规模、加工设备、检测设备、质量管理等方面的生产能力。因此，对于一个新进入臭氧行业的企业，生产能力是其面临的一个重要壁垒。

5、行业市场化程度和竞争格局

臭氧的应用已经有一百多年的历史，在各个行业被广泛采用。臭氧市场需求大，国内外均有较多臭氧设备提供商，涵盖从普通消毒设备到水处理、烟气处理用的大型高端臭氧设备。随着臭氧技术的发展，越来越多的臭氧应用方式被研究开发，尤其臭氧在水处理、烟气处理等环保领域的显著优势给掌握臭氧先进技术的企业带来大量市场机会，越来越多的企业意识到了臭氧的广阔应用前景，纷纷进入臭氧行业。在中、小型臭氧发生器市场，产品的技术要求不高，进入门槛相对较低，新进入的企业一般从低端的中小型产品做起，参与竞争企业众多，竞争激烈，竞争手段趋向于以价格竞争为主。大型臭氧发生器制造需要核心臭氧技术的支撑，对设备的稳定性与高效性有很高的要求，目前我国掌握核心臭氧技术的企业不多，掌握高端臭氧技术的企业就更少。客户在高端应用领域的臭氧设备采购中，对供应商设定了很高的技术条件、规模要求和既往工程业绩的要求，进入门槛较高，往往只有包括本公司在内的国内外几家公司符合参与竞争条件。因此应用在高端领域的大型臭氧设备市场竞争相对规范。

6、行业的供求情况和利润水平变动

环保政策的支持和臭氧技术的进步使臭氧设备市场需求持续增长。臭氧市场需求的提高，促使大量企业进入臭氧行业，能够提供中小型臭氧发生器的企业越来越多，尤其是小型臭氧发生器对技术参数和设备运行稳定性的要求不高，行业进入壁垒低，行业竞争越来越激烈，利润水平下降。大型设备市场由于竞争企业受到技术实力、品牌、既往业绩等门槛的制约，整个市场只有少数企业能够提供合格的产品。在大型臭氧设备和高端应用领域，掌握臭氧制备核心技术的企业不多，前几年国内对大型臭氧设备的需求基本依赖进口，随着我国国内企业臭氧技术水平的提高，大型国产臭氧设备在臭氧的高端应用领域成功应用，客户对国产大型设备的认可程度也越来越高，因成本和服务优势明显，国产大型臭氧设备的整体利润水平呈上升趋势。长期来看，国家环保标准将不断提高，环保监管力度会不断加大，产业升级和产业结构调整也会不断延伸，行业利润还将保持较高的水平。

(五)行业与上、下游行业之间的关联性

臭氧设备制造业在国民经济产业链中处于基础性地位，产业关联度高，产品覆盖面广，属于技术密集型行业。

1、行业的上、下游行业

本行业的主要原材料为不锈钢材、硅钢片、玻璃管、釉料、铜材、控制柜、电气器件、电子元件、仪器仪表等，不锈钢材占比较大。本行业的主要产品广泛应用于市政水处理、工业水处理、烟气处理、精细化工等众多领域，下游行业主要是市政、石油石化、化工、冶炼、制药、造纸等行业。

数据来源：公开资料整理

2、上、下游行业对本行业的影响

(1)上游行业的影响。臭氧设备制造所需原材料均为应用比较广泛的基础工业原材料，市场供应充分，价格比较稳定，不会成为生产臭氧设备的制约因素。臭氧技术是多学科的综合性技术，大型臭氧设备都是非标产品，其放电体、变压器、控制系统、曝气装置、配套设备等重要组件都需要企业自己加工制造，臭氧设备制造商如果不能掌握全套的臭氧设备制造和集成技术，需要从外部采购部分关键设备，会使企业增加成本并形成技术依赖，可能会成为臭氧设备生产的制约。

(2)下游行业的影响。臭氧设备应用领域广泛，下游行业众多、客户分散，不存在依赖某一行业和某一客户的现象。  随着国家环保标准的提高，环保监督力度的加大，产业升级的加速，下游行业对本行业产品的需求预计会得到大幅度的上升，有力的促进本行业的发展。下游行业的处理标准与其自身的发展状况和产业政策息息相关，下游行业自身及相关环保法规对环保处理的要求将直接影响臭氧设备行业的生产标准，进而影响本行业的发展。

(六)影响行业发展的有利和不利因素

1、有利因素

(1)国家相关产业政策大力支持

本行业作为环保装备制造业，主要服务于环保行业，受到国家多项政策支持。国家政策对公司所处行业的支持，具体参见本节“二、行业基本情况(二)行业监管体制、主要法律法规及产业政策  2、行业主要法律法规和  3、行业主要政策”。新修订的《水污染防治行动计划》、《大气污染防治行动计划》《生活饮用水卫生标准》、《城镇污水处理厂污染物排放标准》、《火电厂大气污染物排放标准》等标准有力的推动了相关的环保技术和产业市场的发展，大型国产臭氧设备在相关领域的成功应用为臭氧设备供应商创造了良好发展空间。国务院发布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发[2010]32  号)明确将节能环保产业作为现阶段重点培育和发展的七大新兴产业之一，示范推广先进环保技术装备及产品，提升污染防治水平。发挥国家科技重大专项的核心引领作用，结合实施产业发展规划，突破关键核心技术，加强创新成果产业化，提升产业核心竞争力。《环保装备“十二五”发展规划》明确提出要加快研发大型臭氧发生器，国家在“十二五规划纲要”之“水体污染控制与治理”中明确将“非玻璃介质大型臭氧发生器设备研制及其产业化”列为重大科技专项。最新发布的《2015年国家先进污染防治示范技术名录(水污染治理领域)》与《2015  年国家鼓励发展的环境保护技术目录(水污染治理领域)》分别将“臭氧催化氧化法制药废水深度处理技术”与“非均相催化臭氧氧化深度处理印染废水技术”列入国家鼓励发展的环保技术领域。《“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。

(2)国民经济持续发展，下游行业需求旺盛

自改革开放以来，国民经济一直保持快速发展，各行业规模快速增长。臭氧设备在市政、石化、化工、造纸、纺织、  制药、香料等众多工业领域中都有大量应用，各个行业的用水需求量、废水排放量、烟气处理量、精细化工中间体需求量也在逐渐增大，将给臭氧设备提供强大的需求。“十三五”期间的经济年均增长底线是  6.5%以上，按此增速预计，则 2020 年国内生产总值与城乡居民人均收入将会比 2010  年翻一番，用水需求、废水排放量、烟气处理量也将扩大，从而对臭氧设备的需求亦会大幅增长。

(3)行业技术水平提高，成功应用在多领域，逐渐替代进口高端设备

臭氧制备技术越来越成熟，随着臭氧浓度和单位臭氧产量的提高，单位臭氧产生能耗的降低，臭氧在水处理、烟气处理、精细化工等领域的应用成本大幅降低，推动企业积极采用臭氧技术进行相关处理。大型国产臭氧设备的研发成功并在各领域得到应用，在应用中都表现了很强的技术和综合服务优势，大大降低了下游企业的设备采购投资。国产臭氧系统设备集成程度提高，在一些高端应用领域作为核心组件发挥重要作用，技术指标已达到或接近国际先进水平，改变了我国高端臭氧设备长期依赖进口的局面，进口臭氧设备已经逐渐被国产臭氧设备替代。

2、不利因素

(1)行业监管体制有待于进一步完善

目前我国臭氧设备制造行业的主管部门为国家发改委、环保部、住建部、卫生部及省、市各级相关部门，但缺乏直接的管理部门，对行业的规范发展需进一步政策支持。

(2)行业竞争环境亟待改善，技术水平有待提高

我国臭氧设备制造行业发展历史较短，尽管近年来我国在大型臭氧设备技术上不断取得突破，但和国外相比在技术积累和技术应用上依然存在差距。我国大多的臭氧发生器制造企业规模较小且分散，只能生产中小型臭氧发生器，现代化管理手段匮乏，生产经营管理水平较低，  技术创新不够，产品和服务质量不尽人意。行业内拥有自主知识产权产品的企业较少，没有形成良好的行业内的技术交

流和学习平台。未来随着优势企业利用专业化优势不断做优做强，其在研发、生产、销售等方面的综合竞争实力将得到充分体现，从而提高整个行业的技术水平与盈利能力。

(3)臭氧设备的应用领域有待推广

臭氧具有消毒杀菌、脱色除臭、精细化工等功能，没有二次污染物的产生，在给水处理、污水处理、烟气脱硝、化工中间体等行业的应用有非常好的效果，对部分其他技术具有很强的替代作用。臭氧在纸浆漂泊、废旧轮胎回收等领域都有潜在的需求，在国外已开始采用臭氧技术处理，但受国内臭氧应用技术发展水平的限制，国内还没有完全开发出其应用技术，国外厂商利用技术和品牌优势对产品定价过高，限制了臭氧设备在多个行业中的应用。随着环保政策标准的提高和我国臭氧制造及应用技术的进步，臭氧设备开始在多个行业应用，但应用还不够普遍，技术不能得到大面积推广，相对限制了臭氧设备市场的发展。

原标题：2018年中国臭氧设备行业发展现状及发展前景分析【图】