水处理药剂行业市场主要竞争格局及行业研究方向

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1、国内竞争格局及参与企业情况

国内水处理行业的企业分为三类,分别是:1、专门从事水处理药剂生产,2、既从事水处理药剂生产又提供水处理服务,以清水源(300437.SZ)为代表;3、不从事药剂生产或仅具备少量药剂生产能力,主要从事水处理服务,以上海洗霸(603200.SH)为代表。一般来说,专业的药剂生产商专注于水处理药剂的生产,以生产技术、生产规模、产量质量及成本方面的优势进行水处理药剂生产,不向终端应用行业提供服务。水处理服务企业一般不进行单体药剂的生产,通过采购单体药剂进行复配为下游行业提供水处理现场服务,水处理现场服务主要是针对下游客户的行业、工艺特征、水系统流程、水质特点,根据客户在水处理成本方面、浓缩倍数、节水等方面的要求,通过现场调研、数据采集、分析评估、模拟实验等过程设计整体水处理解决方案,并进行药剂复配、试验测定、药剂投加、现场监测、运营管理服务等现场服务,以保障下游客户水系统安全稳定、长周期、高效运行以及实现处理后的水质符合环保、节能的要求。

2、国际竞争格局及参与企业情况

发达国家水处理药剂行业发展时间比中国早约几十年,从药剂研发、生产、服务以及设备提供、一体化解决方案方面均较为成熟,形成了许多提供专业化水处理药剂生产与服务的大型跨国公司。近年来,行业内领先企业之间的并购重组已成为常态,例如,艺康集团(Ecolab)2011年收购纳尔科(Nalco),意特麦琪化工集团(ItalmatchChemicals)2016年收购CompassChemical,苏伊士水务(Suez)2017年收购通用(GE)水处理业务,索理思(Solenis)和巴斯夫(BASFSE)2018年合并造纸和水处理化学品业务等。同时,行业内知名企业越来越重视发展中国家市场,例如,艺康集团(Ecolab)2015年全资收购中国江海环保股份有限公司等,意特麦琪化工集团(ItalmatchChemicals)2018年收购中国常州佳友化工有限公司。

3、水处理药剂的研究发展方向

水处理药剂及配方产品的优劣取决于在用户既定的预算资金投入下满足需求,而不在于是否选用了最新的产品,这在业内已逐步形成共识。水处理药剂在近十多年中,只有局部性的突破,新产品由于价格较高,只有在特定场合才会用到。

有机膦类水处理剂在水处理药剂领域处于基础性地位,属于主导产品。目前,有机膦类水处理剂效果稳定、性价比高、可与其他聚合物配合使用等优点,地位难以替代,因而具有良好的市场发展空间。国家发改委颁布的《当前优先发展的高新技术产业化重点领域指南》(2011年本)和工信部颁布的《环保装备“十二五”发展规划》均将高效低磷缓蚀阻垢剂作为重点发展的产业化产品。

有机膦类水处理剂与聚合物类水处理剂功能定位不同,高分子量聚合物如聚丙烯酸胺作为絮凝剂,主要用于污水处理,也可用于油田开采的增稠剂、驱油剂。有机膦类水处理剂与低分子聚合物水处理剂的作用机理不同。有机膦类水处理剂主要通过螯合作用,阻止碳酸钙结晶的形成,低分子聚合物水处理剂主要通过分散作用,阻止碳酸钙晶体变大。单单使用低分子量聚合物进行水处理,成本高,用量大,易造成环境污染,如果将有机膦类水处理剂与低分子量聚合物复配组成缓蚀阻垢剂,可以协同增效,减少单剂用量,提升使用效果。

随着工业水处理及环境保护要求的不断提高,我国的水处理药剂的品种将不断丰富,性能也将不断提高。工业水处理领域中,开发研制适合环境保护需求的无磷或低磷、非氮和可生物降解的绿色水处理剂将成为最主流的研究方向。今后水处理药剂的研究将从以下几个方面开展:

(1)研制开发新型多功能绿色水处理药剂。加强水处理药剂的合成、结构与性能之间关系的基础研究,当设计更安全高效的水处理药剂时,可生物降解性应该首先考虑。传统的聚丙烯酸类阻垢剂性能良好但难以生物降解,通过生物降解性实验研究发现,增加聚羧酸阻垢剂分子结构中羧基的数目、酯基支链以及向主链中插入氮、氧元素的方法均可提高其可生物降解性。另外,对于膦酸盐类和聚合物类阻垢剂,也可以通过计算机模拟进行分子结构重新设计,获得性能优异的绿色水处理药剂。

(2)原子经济性反应的研究开发。原子经济性反应是把原料分子中的原子最大限度地结合到目标分子中,不产生副产物或废物,达到废物的零排放。以聚天冬氨酸的合成为例,以磷酸为催化剂,可以制得相对分子量高的线性聚天冬氨酸,但存在副产物的分离和排放问题。若能不采用磷酸催化剂,通过改变反应条件,制得相同分子量的聚天冬氨酸,并无副产物生成,就实现了原子经济性合成。

(3)改进水处理药剂生产工艺。从绿色理念出发重视生产过程中对人和环境的影响,改进水处理药剂的生产工艺,如采用稳定的催化剂、采用无毒溶剂等。阻垢剂对金属离子往往有很强的螯合力,在其合成过程中有可能与金属催化剂反应生成螯合物,增加分离过程和废物排放。若能采用不与阻垢剂反应的稳定催化剂,可缩短工艺流程,实现洁净生产。

(4)加强新型药剂与现有药剂之间的复配研究在开发新型绿色阻垢剂的同时,进行药剂之间的复配研究,发挥它们的协同作用,以达到更好效果。因复合配方不仅能发挥出比单一药剂更显著的阻垢缓蚀性能,而且属于低磷水处理配方,为环境所接受,有着广泛的应用前景。

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