2023年环保水处理行业分析报告

2023年环保水处理行业分析报告目录一、我国已陆续颁布饮用水、污水和工业废水标准 PAGEREFToc373844462\h31、生活饮用水卫生标准 PAGEREFToc373844463\h32、城镇污水处理标准 PAGEREFToc373844464\h43、工业废水排放标准 PAGEREFToc373844465\h5二、水处理需求十分广泛 PAGEREFToc373844466\h61、生活饮用水的水处理需求 PAGEREFToc373844467\h62、城镇污水的水处理需求 PAGEREFToc373844468\h73、工业废水的水处理需求 PAGEREFToc373844469\h8三、水处理技术随水处理需求升级演变 PAGEREFToc373844470\h91、自来水处理技术 PAGEREFToc373844471\h92、污水处理技术概况 PAGEREFToc373844472\h103、城镇污水处理技术 PAGEREFToc373844473\h114、工业水处理技术 PAGEREFToc373844474\h14四、水资源化诉求推动膜技术的应用 PAGEREFToc373844475\h161、膜的应用领域 PAGEREFToc373844476\h162、膜技术的分类 PAGEREFToc373844477\h163、膜工艺的分类 PAGEREFToc373844478\h184、MBR技术的应用 PAGEREFToc373844479\h18一、我国已陆续颁布饮用水、污水和工业废水标准水处理主要包括三个方面：自来水供水、城市生活污水处理和工业废水处理，对于这3个方面，我国都发布了相关的水处理标准，水处理技术正是随着这些领域水处理标准的发展而逐步发展起来的。1、生活饮用水卫生标准我国于1985年8月首次发布了《生活饮用水卫生标准》》（GB5749－85），2023年7月1日，由国家标准委和卫生部联合发布的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2023）强制性国家标准，这是国家21年来首次对1985年发布的《生活饮用水标准》进行修订。与1985年的标准相比，2023年标准中，水质指标由35项增加至106项，增加了71项，修订了8项。其中主要指标详见表1。2、城镇污水处理标准2023年12月24日，国家环保总局和国家质检总局联合发布了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2023），于2023年7月1日起实施。该标准对城镇污水处理厂的排放标准做出了明确规定，其中主要指表详见表2：3、工业废水排放标准近年来，我国陆续发布了合成氨、柠檬酸、纺织印染、钢铁、造纸等行业的废水排放标准，对于没有发布具体废水排放标准的行业，则执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。其中主要工业废水排放行业造纸和纺织行业的废水排放标准主要指标如表3所示。二、水处理需求十分广泛1、生活饮用水的水处理需求据水利部发布的《2023年中国水资源公报》，2023年全国总用水量6107.2亿m3，其中生活用水789.9亿m3，占12.9%；工业用水1461.8亿m3，占23.9%，这两部分合计2251.7亿m3，占36.8%。工业用水和生活用水都需要进行处理。由表4知，按照目前国内的地下水标准、地表水标准和饮用水标准，能达到饮用水标准的水源多为地下水和地表水Ⅲ类以上。2023年，全国评价了634个地表水集中式饮用水水源地。其中河流型饮用水水源地、湖泊型饮用水水源地、水库型饮用水水源地分别占评价水源地总数的59.9%、3.2%和36.9%。按全年水质合格率统计，合格率在80%及以上的集中式饮用水水源地有452个，占评价水源地总数的71.3%，其中合格率达100%的水源地有352个，占评价总数的55.5%。全年水质均不合格的水源地有31个，占评价总数的4.9%1。2023年，北京、辽宁、吉林、黑龙江、上海、江苏、海南、宁夏、广东9个省（自治区、直辖市）采用《地下水质量标准》（GB/T14848-93），对所辖区域的857眼监测井的水质监测资料进行了地下水水质分类评价。评价结果显示：水质适用于各种用途的Ⅰ～Ⅱ类监测井占评价监测井总数的2.0%；适合集中式生活饮用水水源及工农业用水的Ⅲ类监测井占21.2%；适合除饮用外其它用途的Ⅳ～Ⅴ类监测井占76.8%。主要污染项目是总硬度、氨氮、矿化度等。在9个省级行政区中，海南的监测井水质以Ⅱ类为主；上海、北京以Ⅲ类为主；黑龙江、江苏以Ⅳ类为主；吉林、辽宁、广东、宁夏的监测井水质以Ⅴ类为主2。由上述情况知，无论是地表水源还是地下水源，要达到城市供水标准，多数都需要进行水处理。2、城镇污水的水处理需求我国城镇污水处理厂的进水水质受地域、季节的影响变化较大，一般COD指标范围在200mg/L-1000mg/L之间，BOD5在100mg/L-600mg/L之间，根据环保部对87个城市污水处理厂的调查，多数污水处理厂的设计值范围COD在400mg/L-600mg/L之间，BOD5为200mg/L。根据我国城镇污水处理厂的进水水质情况和出水水质要求，如果要达到一级A的标准，国内城镇污水处理厂的COD去除率大约在88%-92%之间，BOD的去除率大约在93%-95%之间；如果要达到一级B的标准，COD去除率大约在85%-90%之间，BOD的去除率大约在87%-90%之间。其他总悬浮物的去除率在90%以上，总氮的去除率在50%以上，氨氮的去除率在70%以上，总磷的去除率在80%以上，详见表5。这些正是城镇污水处理厂的主要处理任务。3、工业废水的水处理需求工业各个行业废水的水质差别很大，主要指标COD、BOD和总悬浮物从几百到几万都有，这一方面带来工业废水的水处理需求，另一方面也增加了对工业废水处理的技术难度，像造纸、印染、制革、生物制药、白酒等行业的废水水质如表6所示。三、水处理技术随水处理需求升级演变水处理：指通过物理、化学、生物的手段，去除水中一些对生产、生活不需要的有害物质的过程。由于不同的水所含有害物质成份不同，对出水的要求不同，因此所采取的技术和工艺路线也各不相同。1、自来水处理技术由前述知，国内水源多数不符合饮用水标准，原水中含有悬浮物、胶体、溶解物等3大类杂质，需要进行处理后才能供水。目前国外大多数水厂和国内95%以上的水厂均采用常规水处理工艺，包括混合、反应、沉淀、过滤及消毒等几个过程，详见图1。国内自来水厂所采取的主要工艺原理及作用如表7所示：2、污水处理技术概况污水处理技术按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类；按处理程度可分为一级处理工艺、二级处理工艺、三级处理工艺，详见表8。机械一级处理一般作为预处理的必备工艺；生化二级处理在一级处理的基础上进一步净化水质，以达到排放标准；三级深度处理多用于水资源化、中水回用或治理难度较大的高浓度污水处理中。3、城镇污水处理技术城镇污水处理分为污水处理和中水回用2个方面。污水处理技术，就是采用各种技术和手段，将污水中所含的污染物分离去除、回收利用或将其转化为无害物质，使污水得到净化。城镇污水除去除各种悬浮物、颗粒外，主要是除磷脱氮。城镇污水处理的主要技术详见表9，其中后几种技术都是对传统活性污泥技术的改良。据碧水源招股说明书资料显示，2023年我国建成的污水处理厂中，氧化沟工艺占26%，A2/O工艺占18%，普通活性污泥法占15%，SBR占12%，这4种工艺合计占71%。国内常规城镇污水处理厂工艺路线如图2所示。各种技术路线的差异主要体现在生物曝气池环节有所不同，其他差异不大。国内城镇污水处理厂各工艺环节的原理和作用如表10所示。中水回用是指城市废污水经深度处理后达到回用要求，作为工业企业给水水源重复使用。据中电环保的招股说明书披露，其中水回用处理工艺如图3所示，采用较为成熟的干式石灰法脱磷脱氮技术或用膜处理装置进行回用处理。4、工业水处理技术由于各个工业领域对用水水质的要求不高，废水杂质含量不同，导致对水处理的要求远比饮用水处理和城镇污水处理要复杂。一般的工业水处理包括给水处理、废水达标排放处理，如果水资源紧张，还要求对废水进行深度处理回用。工业给水处理的常用技术详见表11。工业废水处理是通过对废污水的收集和处理，使其符合达标排放的要求；废水零排放是运用物理、生化处理和深度处理技术，对工业企业处理达标的废污水进一步净化、脱盐、肖毒处理，满足不同用水点的水质要求，又返回工业生产、进行得复利用的过程。中电环保用于煤化工的废水处理工艺详见图4。各工业行业由于所排放废水成份不同，具体水处理工艺会有差别。四、水资源化诉求推动膜技术的应用随着各地对水资源化的诉求提高，以活性污泥及其改良技术为主的传统的水处理技术无法满足对水资源化的要求，逐渐发展出膜技术。1、膜的应用领域膜技术主要利用不同孔径的膜实现对不同料液的分离，从而获得截留物质或过滤液，实现物理分离提纯与过滤净化的目的，在水处理中可用于水资源化和特种分离，水资源化包括污水处理及回用、给水净化及海水淡化等领域，详见图5。2、膜技术的分类膜的孔径一般为微米级以下，依据孔径不同（或称为截留分子量的大小），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。这几种膜的区别如表12所示。微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜的过滤过程区别如图6所示。3、膜工艺的分类目前超、微滤膜法水资源化应用技术概括起来主要有3种工艺，连续膜过滤（CMF）、浸没式膜过滤（SMF）和膜生物反应器（MBR），详见表13。4、MBR技术的应用以活性污泥法技术为基本原理的传统污水处理技术，主要突出了生物技术的有效性，但受技术本身限制，存在出水标准低、能耗高、占地面积大、污泥产生量大等缺点。MBR技术则利用膜的分离作用，以膜分离装置取代常规活性污泥工艺的二沉池、砂滤、消毒等单，用超（微）滤膜对曝气池出水直接过滤，提高出水水质和污水处理效率，简化处理工艺、节省占地。MBR工艺与活性污泥法工艺的比较详见图7。MBR工艺与现有主流污水处理工艺的比较详见表14。MBR具有工艺流程短、系统稳定性高、出水水质好、除磷脱氮效果好、占地少、自动化程度高等优点，缺点是初始投资成本高，运营过程中膜的清洗、更换也会增加运行费用。

2023年胰岛素行业分析报告目录TOC\o"1-4"\h\z\u一、胰岛素是人体血糖控制的关键 PAGEREFToc368763251\h41、胰岛素是人体内唯一能够降低血糖的激素 PAGEREFToc368763252\h42、胰岛素分泌异常会导致糖尿病 PAGEREFToc368763253\h53、我国糖尿病发病率快速提升 PAGEREFToc368763254\h54、胰岛素产品已经发展到第三代 PAGEREFToc368763255\h75、不同胰岛素生产工艺差别较大 PAGEREFToc368763256\h8二、医生在处方胰岛素的时候考虑的问题 PAGEREFToc368763257\h91、随着病程的推进，胰岛素使用量逐步加大 PAGEREFToc368763258\h92、胰岛素的注射模拟体内分泌过程 PAGEREFToc368763259\h103、胰岛素一般采用笔式注射，注射部位有讲究 PAGEREFToc368763260\h13三、市场容量能够支撑胰岛素的快速增长 PAGEREFToc368763261\h141、使用胰岛素的患者群体庞大 PAGEREFToc368763262\h152、胰岛素的使用费用 PAGEREFToc368763263\h163、胰岛素国内市场容量超过200亿 PAGEREFToc368763264\h17四、基层需求推动二代胰岛素放量 PAGEREFToc368763265\h181、二、三代胰岛素聚焦市场不同 PAGEREFToc368763266\h182、二代胰岛素在定价和医保报销方面具备优势 PAGEREFToc368763267\h193、价格合理使得国产二代胰岛素进入多省基药增补目录 PAGEREFToc368763268\h204、基层放量，提前布局是关键 PAGEREFToc368763269\h21一、胰岛素是人体血糖控制的关键1、胰岛素是人体内唯一能够降低血糖的激素血糖是人体血液中所含的葡萄糖，人体细胞从血液中摄取糖分用以提供能量，血糖是人体最为直接的能量供应物质。血糖的含量过高和过低都会对人体产生不利影响，过高的血糖含量会引起心血管疾病以及视网膜等组织的病变，而过低的血糖含量则会使人体能量供应不足，产生晕厥等症状。胰岛是人体内调节血糖浓度的关键脏器，其分泌胰高血糖素用于提升血糖浓度，分泌胰岛素用于降低血糖浓度，两者相互制约达到体内血糖浓度的平衡。糖尿病患者就是胰岛素的分泌出现异常，使得体内血糖浓度过高。2、胰岛素分泌异常会导致糖尿病糖尿病是由于胰腺分泌功能缺陷或胰岛素作用缺陷引起的，以血糖升高为特征的代谢性疾病。糖尿病主要分为I型和II型两种，I型糖尿病主要是自身胰岛细胞受损引起，占比较小约为5%；II型糖尿病主要是由于胰岛素分泌不足引起，与生活习惯联系紧密，占比较高，在90%以上。3、我国糖尿病发病率快速提升我国居民生活水平提升较快，但保健意识未相应跟上，这直接导致我国糖尿病发病率急剧提升。目前我国已经超越印度成为全球糖尿病患者数量最多的国家，糖尿病患者人群已达9,000万。巨大的患者人群也为糖尿病治疗产品提供了广阔的市场空间。我国糖尿病发病率随着年龄的增长而迅速提升，国内人口结构的老龄化也将推升糖尿病发病率。从糖尿病发病的绝对人口数量来看，目前我国城市人口发病数量较农村略多；但是从潜在人口来看，农村患前驱糖尿病（葡萄糖代谢异常）的人口远多过城市，农村的糖尿病治疗市场蕴含着巨大的增长潜力。4、胰岛素产品已经发展到第三代胰岛素最初是从猪和牛等动物脏器中获取，但是动物源性胰岛素注射到人体内之后会引起较强的排异反应，效果较差，这是第一代胰岛素。随着基因工程技术的发展，到20世纪80年代，丹麦诺和诺德公司率先体外合成人胰岛素，由于与人自身胰岛素结构类似，人工合成胰岛素逐步替代动物源性胰岛素，这是第二代胰岛素。到2023年的时候，人们发现通过改变体外合成胰岛素的结构，能够控制其在体内发挥效果的时间，效果能够得到更好的控制，胰岛素衍生物应运而生，这是第三代胰岛素。那么在国内这三代胰岛素的使用情况如何？第一代动物源性的胰岛素由于疗效问题在国际上基本已经被淘汰，在国内仅在农村地区使用；第二代胰岛素由于疗效稳定，价格相对便宜，性价比较高，是目前国内使用的主力品种；第三代胰岛素目前正在国内推广，但由于价格相对较高，目前主要在一线城市使用。5、不同胰岛素生产工艺差别较大第一代胰岛素来自于动物，主要从屠宰场猪和牛胰腺中获取。从第二代胰岛素开始，人们首次通过基因工程在微生物中体外合成胰岛素，目前主要以大肠杆菌和酵母两种菌类为载体合成，通化东宝和礼来通过大肠杆菌培养体系合成，诺和诺德通过酵母合成。第三代胰岛素同样以微生物为载体合成，在第二代胰岛素的基础上做了一些基因修饰，即基因片段与人体内合成胰岛素的基因片段不完全一致，具备不同的功效，所以也叫胰岛素类似物。二、医生在处方胰岛素的时候考虑的问题1、随着病程的推进，胰岛素使用量逐步加大对于胰岛素依赖型的I型糖尿病患者，只能通过终生胰岛素的注射来治疗。对于占患者大多数的非胰岛素依赖型的II型糖尿病患者，在初次诊疗的时候一般会选用口服降糖药来进行治疗，在治疗后期机体对于口服降糖药不敏感的时候才转为胰岛素治疗。我们首先来了解一下几类口服降糖药的机理，目前口服降糖药主要分为三大类，分别是：促胰岛素分泌药、胰岛素增敏药、a-葡萄糖苷酶抑制剂，它们分别从增加胰岛素分泌，增强机体对胰岛素敏感性、降低营养物质吸收等方面来降低血糖。机体对于口服降糖药有一个耐受的过程，胰岛β细胞在药品刺激下超负荷运分泌胰岛素，时间长了之后可能会逐步丧失功能，一旦体内无法分泌正常所需胰岛素，就需要外源注射胰岛素来补充，这个时候就需要口服降糖药和胰岛素的联合治疗，如果控制效果仍不够理想，需要逐步加大胰岛素的使用量，直至完全使用胰岛素。随着病程的推移，大部分糖尿病人在病程的中后期都会开始使用胰岛素，从下图中我们可以看到国内使用胰岛素病人的比例处于提升的过程之中。2、胰岛素的注射模拟体内分泌过程胰岛素的使用需要模拟体内分泌的过程，因此临床胰岛素的分为基础胰岛素和短效胰岛素。基础胰岛素主要用于保持体内胰岛素含量稳定，而短效胰岛素主要用于进餐后血糖浓度快速升高的时候，迅速降低血糖。从下图我们可以很清晰看到，体内胰岛素的分泌与进餐时间几乎同步，因此注射胰岛素的时候也应模拟体内分泌的过程，在进餐时注射起效快短效胰岛素，而用长效胰岛素维持基础浓度，理论上凌晨3-4点应该是体内胰岛素含量最低的时候。根据上图我们大概可以将外源注射的胰岛素分为两类，一类是在餐后快速控制血糖的短效胰岛素，一类是用于维系体内胰岛素浓度的长效胰岛素。对于短效胰岛素，要求是注射后能够迅速吸收，使血液中胰岛素的浓度在短期类达到波峰，用于降低餐后体内迅速上升的血糖，而在血糖波峰过后，又能够快速代谢掉，避免出现低血糖风险；而对于长效胰岛素，要求是注射后能够在体内稳定的释放，不出现明显的波峰与波谷。那么胰岛素类药品为什么会有长效和短效之分呢？我们需要了解一下胰岛素在体内吸收的过程。体外合成的重组人胰岛素在溶液中会以六聚体的形式存在，在体内逐步分解为单体后发挥作用。超短效胰岛素就是通过改变胰岛素部分结构，但保留有效部位，这样生产的胰岛素类似物会以二聚体的形式存在，进入体内后迅速分解为单体发挥作用，较短效的六聚体更快。后面科研人员又发现胰岛素与大分子的鱼精蛋白结合能够大大延缓体内释放速度，由此便形成了长效的鱼精蛋白锌胰岛素，这是在二代胰岛素的基础上添加大分子蛋白形成聚合物从而达到缓释的目的。在三代胰岛素类似物中，科研人员通过改变胰岛素结构使得其释方速度变慢，形成了长效产品，详细原理请见下面表格。3、胰岛素一般采用笔式注射，注射部位有讲究目前胰岛素的注射分为胰岛素注射笔和胰岛素注射器两种，胰岛素注射器相对便宜一些，但携带不太方便，并且每次注射前需要抽取胰岛素，会造成一定不便，所以逐步被淘汰。各厂家生产的胰岛素注射笔基本区别不大，胰岛素注射笔上标有剂量刻度，每次使用能够较为精准的定量，其使用的注射笔用针头非常细小，因此能减少注射时的痛苦和患者的精神负担。此外，胰岛素注射笔使用方便，便于携带。由于胰岛素在脂肪组织中吸收较快，而在肌肉组织中不易吸收，所以胰岛素一般需要注射至皮下脂肪组织。由于腹部脂肪较多，所以一般使用短效或与中效混合的胰岛素的时候优先考虑腹部；而使用长效胰岛素的时候，由于希望胰岛素缓慢的释放，合适的注射部位是脂肪组织相对较少的上臂，臀部或大腿。三、市场容量能够支撑胰岛素的快速增长接下来我们会对胰岛素的市场容量做一个测算，以便使得投资者有一个定性的认识。在测算之前我们首先得弄清楚胰岛素在什么情况下使用，使用胰岛素的病人群体有多大，使用胰岛素的费用有多高。1、使用胰岛素的患者群体庞大目前糖尿病主要分为I型和II型，I型糖尿病人需要终生使用胰岛素，约占患者数量的5%，按照9200万的患者数量来计算，I型糖尿病患者数量大概在460万人。II型糖尿又称非胰岛素依赖型糖尿病，病患者约占患者数量的90%，约为8,200万人，部分II型糖尿病人需使用胰岛素，具体用量要根据患者病情而定，一般会在口服胰岛素逐步失效的情况下，开始加用胰岛素。具体使用胰岛素的II型糖尿病人比例目前还没有精确的数据统计，我们在走访临床医生的过程中了解到了一些经验性的数据，大多数临床医生认为接诊的II型糖尿病患者中约有20%需要使用胰岛素进行治疗，如果按照上面我们测算的II型糖尿病患者8,200万人，那么需要使用胰岛素进行治疗的II型糖尿病患者数量约为1,600万人。合并以后，我们认为国内需要使用胰岛素糖尿病患者的数量约为2,000万。2、胰岛素的使用费用前面我们已经谈到目前市场上胰岛素分为三代，每一代之间的价格差别比较大，并且国产胰岛素与进口胰岛素之间也有价格差别。我们选取最具代表性的两家企业来进行价格的比较，国产选取通化东宝（二代胰岛素为主），进口选取诺和诺德（占据国内胰岛素市场70%以上的市场份额）。通过以上表格我们对不同类型胰岛素的价格有了一个大致的了解，那么一个糖尿病人一天应该使用多少胰岛素呢？在临床上医生对糖尿病人胰岛素用量的方法比较复杂，个体差别较大，为了便于计算，我们采用简易的计算方式——按病人体重来测算。对于病情较轻的糖尿病人胰岛素的使用量为0.4-0.5IU/kg，对于病情较重的糖尿病人胰岛素的使用量为0.5-0.8IU/kg，我们择中选取0.6IU/kg，假设糖尿病人的平均体重为65kg（男性，女性患者体重平均数值），一个糖尿病人每天平均使用量约为40IU（如果是I型糖尿病人用量还会略高一些约为45IU/天）。长效胰岛素由于只维持体内基础胰岛素浓度，患者使用量会小一些，大概为0.2IU/kg，对应每天使用量为13IU。对病人每天胰岛素用量有了一个大致的认识，我们就可以根据中标价格来推算每天的费用。3、胰岛素国内市场容量超过200亿在上面的内容中，我们已经把需要使用胰岛素患者数量的计算方式与日均费用的测算方式向大家阐述清楚了，下面我们对胰岛素内市场容量进行测算，由于临床个体情况可能差别较大，我们的测算结果不一定十分精确，但能够为大家提供一个数量级上定性的认识。我们再重点看一下二代胰岛素，目前基层农村患者约占糖尿病患者的一半，如果假设基层患者全部使用国产二代胰岛素，那么其市场容量应该在200亿元左右。四、基层需求推动二代胰岛素放量1、二、三代胰岛素聚焦市场不同市场对于糖尿病市场的潜力，以及胰岛素在国内市场的持续增长已经没有太大分歧，市场的分歧点在于三代胰岛素出来之后，二代胰岛素的市场是否会被逐步替代，二代胰岛素基层放量的逻辑是否成立。经过分析，我们认为三代胰岛素与二代胰岛素目前面对的患者群体重叠部分较少，三代胰岛素主要在一线城市进行销售，而二代胰岛素主要面向基层市场。目前总体市场情况应该是一线城市在逐步用三代替代二代，基层市场再用二代替代一代，一代逐步淘汰。外资企业仍集中在一线城市，通化东宝等国内企业面向基层市场，市场的分层使得二者并没有直接的竞争关系。我们用门冬胰岛素、甘精胰岛素等三代胰岛素的增速与通化东宝二代胰岛素的近几年的增速做了一个对比，虽然三代胰岛素增速较二代胰岛素快，但通化东宝20%以上的增速仍高于胰岛素行业平均15%的增速，同时我们注意到诺和诺德自己的二代胰岛素每年仅保持了个位数的增长，与通化东宝相差较大。据此我们认为外资企业三代胰岛素高增长主要是对自身的二代胰岛素在高端市场进行了替代，而通化东宝主导的基层市场受影响较小。2、二代胰岛素在定价和医保报销方面具备优势胰岛素在基层推广，除了疗效，患者最为关心的是医保报销。目前第一代动物胰岛素由于便宜并且属于甲类医保，在基层市场仍占据一定份额，但由于疗效