污水处理行业是环境保护业的子产业，其与土壤污染防治、大气污染治理、固废及危废治理等合为环境保护业的最主要内容。污水处理行业作为环保产业的重要组成部分，主要包括生活污水处理和工业废水处理两个子行业。
污水处理是指使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于市政、建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域。污水处理行业作为环保产业的重要组成部分，主要包括市政污水处理、工业废水处理和村镇污水处理等。根据污水净化程度的不同，污水处理可以分成三级：一级处理（预处理）、二级处理（生物处理）及三级处理（深度处理），其中二级处理（生物处理）根据工艺不同又可以分为活性污泥法及生物膜法。
污水处理设备是一种特殊的生产工具，它将各种污染物进行净化并排放到水体当中，以满足人们生活用水和工业用水需要。污水处理设备为保证污水处理厂的正常运行提供物质基础，它的运行直接关系到污水处理的效果和水质的达标程度。由于社会生产、生活与水密切相关，因此，水处理领域涉及的应用范围十分广泛，构成了一个庞大的产业应用。污水处理设备按照处理种类不同，可分为污水预处理设备、污水生物处理设备和污泥处理设备，其所用设备有所不同，具有一定的专用性。
水资源短缺和水污染严重是我国水资源的基本国情，在此严峻形势下，国家制定了水污染防治专项行动计划，以改善水环境质量为核心，按照“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的原则，大力推进生态文明建设。另外，随着生活水平的逐渐提高，公众对饮水、用水安全意识越来越强，水质已成为公众在生活中所关注的核心指标之一。在此背景下，污水处理行业迅速崛起，行业规模呈现逐步扩大的趋势，污水处理技术也不断革新并应用。
根据《中国统计年鉴（2023》显示，虽然我国江河湖海众多，但可饮用水资源较少。根据国际常用水紧缺指标标准，人均年水资源量少于 1700 立方米为水紧张警戒线 立方米为缺水警戒线。根据国家统计局数据显示，2022年，我国人均水资源为1918.2立方米，略高于水紧张警戒线
多年来，很多地方由于重经济发展，而对环境保护关注度不够，导致我国部分水源地污染状况依然严重。根据生态环境部发布的《2022 中国生态环境状况公报》，在全国地表水监测的 3,629 个国控断面中，I-III 类水质断面占 87.9%；Ⅳ-Ⅴ类占比 11.4%；劣Ⅴ类占 0.7%，主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数和总磷。
在长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河七大流域和浙闽片河流、西北诸河我国水资源短缺污染严重及污水排放量持续上升等因素推动行业发展、西南诸河主要江河检测的 3,115个国控断面中，I-III类水质断面占90.3%，Ⅳ-Ⅴ类占比 9.3%，劣Ⅴ类占0.4%。长江流域、珠江流域、浙闽片流域、西北诸河和西南诸河水质为优，黄河流域、淮河流域和辽河流域水质良好，松花江流域和海河流域为轻度污染。
在开展水质检测的210个重要湖泊（水库）中，I-III 类湖泊（水库）占73.8%，Ⅳ-Ⅴ类占比21.4%，劣Ⅴ类占 4.8%。开展营养状态监测的 204 个重要湖泊（水库）中，贫营养状态湖泊（水库）占 9.8%，中营养状态湖泊（水库）占60.3%，轻度富营养状态湖泊（水库）占24.0%，中度富营养状态湖泊（水库）占 5.9%。全国监测的1,890个国家地下水环境质量考核点位中，I-Ⅳ类水质点位占 77.6%，Ⅴ类占 22.4%，主要超标指标为铁、硫酸盐和氯化物。
据国家住房和城乡建设部统计数据看，近年来，随着我国城镇化进程不断加快，使得城市人口急剧膨胀，市政及工业废水的排放量持续走高，全国污水处理市场将保持稳定增长态势，污水年排放量复合增长率达 4.26%。2022 年，我国城市污水年排放总量达 638.97 亿立方米，同比增长 9.4%。面对目前国内污水排放给生态环境及经济健康发展带来的压力现状，污水处理行业发展成为必然。
2021 年 6 月，发改委、住建部发布了《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》，明确到 2025 年，基本消除城市建成区生活污水直排口和收集处理设施空白区，全国城市生活污水集中收集率力争达到 74%以上；城市和县城污水处理能力基本满足经济社会发展需要，县城污水处理率达到 95%以上；水环境敏感地区污水处理基本达到一级 A 排放标准；全国地级及以上缺水城市再生水利用率达到 25%以上，京津冀地区达到 35%以上，黄河流域中下游地级及以上缺水城市力争达到 30%；城市污泥无害化处理率达到 90%以上。
发达国家水处理行业已基本进入成熟阶段，供排水设施齐备，供应充足，覆盖面广。近年来，我国水体污染日益严重，水资源短缺、用水量攀升、水体污染严重等特征，政府也在不断加大水环境治理的力度，包括新建污水处理厂及对老旧处理厂进行扩容改造等项目，全国范围内污水处理厂数量逐年增加，污水处理基础设施建设逐渐完善，污水的年处理量不断增加，污水处理率不断增长。2022 年我国污水的年处理量从 2014 年的 401.62 万立方米增长到约 625.8 万立方米，污水处理率 2014 年的 90.18%提高到2022 年的 98.01%。这意味着中国的污水处理能力在不断增强，几乎所有的污水都得到了妥善处理。
由于国内污水排放量持续增加及国家不断加大对于污水处理基础设施的投入，我国污水处理厂数量迅速增加，城市污水处理能力及污水处理率也得到极大提高。根据数据显示，截至 2022 年底，我国城市共建成91.35万公里的污水排水管道、建成 2894座污水处理厂，年污水处理能力为21606万立方米/日，城市污水处理能力及污水处理率达到 98.11%。
近年来，水处理设备行业配套也得到了广泛的应用，污水处理设备市场需求也随之增加。中国也在大力推广和改进各种水处理设备，使其成为造福社会的一件好事，提高了水环境的状况，确保给水的安全处理，已成为经济发展的不可缺少的需求之一。《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》预计“十四五”时期我国仅污水处理提标改造市场空间就将达到 800 亿元左右。预计2023 年我国城市污水处理设施有望达到 3600 座，县城污水处理设施有望达到 2900 座。我国规模化污水处理设备工程的发展已万事俱备，市场爆发指日可待。
一级处理的主要目的是去除悬浮状态固体，常采用物理法，对于 BOD5 的去除率一般在 20%至30%。二级处理的目的是进一步去除污水中胶体和溶解性污染物，常使用生物法，BOD5 的去除率在 90％以上。深度处理以达到更高的处理与排放要求或污水回用为目的，主要处理方法有传统的“老三段”深度处理法（混凝-沉淀-过滤）、活性炭法等。对水质要求更高时采用的深度处理单元技术有臭氧氧化、离子交换、脱氮除磷技术、曝气生物滤池处理技术、膜技术等。
AAO 工艺目前是污水处理二级处理最常用的生化工艺，可以同时完成有机物、氨氮、总氮以及总磷的去除。常规的 AAO 设置和基本原理大致如下：在首段厌氧池，原污水及二沉池回流的含磷污泥同步进入，污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中 BOD 浓度下降；在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量硝酸盐氮还原为氮气释放至空气，有机物浓度下降，硝酸盐氮浓度大幅度下降，而磷的变化很小；在好氧池中，有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使氨氮浓度显著下降，但随着硝化过程使硝酸盐氮的浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取转移到活性污泥中，从而水中的磷含量也以较快的速度下降。
SBR 工艺需在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机物降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。SBR 工艺处理设备少、运行效果稳定，工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
CAST 生物处理法是周期循环活性污泥法的简称，CAST 工艺在 SBR 工艺的基础上，增加了选择器及污泥回流设施，并对时序做了调整，从而提高了 SBR 工艺的可靠性及效率。CAST 工艺每一操作循环由进水/曝气、沉淀、撇水、闲置四个阶段组成，每个阶段组成一个循环，并不断重复。循环开始时，由于充水，池中的水位由一最低水位开始上升，经过一定时间的曝气和混合后，停止曝气，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境及其应用特性中沉淀。在完成沉淀后，由移动式撇水堰排出已处理的上清液，使水位下降至淀子所设定的最低水位，然后再重复上述过程，为保持池子中有一个合适的污泥浓度，需根据产生的污泥量排出相应的剩余污泥，排出剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行。
氧化沟工艺作为一种成熟的活性污泥污水处理工艺已在全国范围内得到广泛应用，它是活性污泥法的一种变型。活性污泥在首尾相连的封闭曝气沟中循环，污水中的有机物被活性污泥中的微生物和细菌降解去除，从而达到净化污水的目的。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟、奥尔伯氧化沟、三沟式氧化沟、一体化氧化沟等。
6）MBR 反应器技术MBR 是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的污水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留，省掉二沉池环节。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间和污泥停留时间可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。与传统的生物处理方法相比，MBR 技术具有生化效率高，抗负荷冲击能力强，出水水质稳定，占地面积小，排泥周期长，易实现自动控制等优点。
我国经济快速增长，所面临的环境问题日益突出，因此，国家层面愈发重视环境治理与经济增长的平衡，绿色发展已经成为国家重要发展理念。我国作为水资源短缺的国家，随着城乡污水排放增加，水资源的合理化、最大化利用是亟待解决的问题，为此，国家不断出台政策对水资源予以保护，并在水资源利用方面持续提出要求，给污水处理行业发展带来极大机遇，行业发展空间巨大。
目前，我国污水处理行业还处于成长阶段，市场集中度偏低，缺少行业领导者，地域垄断特征明显，且资本推动和行政因素特征仍然比较显著，但市场化的改革方向不可逆转。随着中国公用事业体制改革的深入，行业的市场化程度将不断提高，将为污水处理行业整合与跨区域发展提供了动力，把握机会的优势企业将进一步巩固其行业地位，行业市场竞争将进一步加剧。
面对我国日益严重的环境污染，国家正加大力度来进行污水的治理，而解决城市污水污染的根本措施是建设以生物处理为主体工艺的二级城市污水处理厂，但是，建设大批二级城市污水处理厂需要大量的投资和高额运行费，这对我国来说是一个沉重的负担。目前，我国的污水处理厂建设工作因为资金的缺乏很难开展，部分已建成的污水处理厂由于运行费用高昂或者缺乏专业的运行管理人员等原因而一直不能正常运行，因此对高效率、低投入、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺的研究是今后的一个重点研究方向。
伴随着国家政策污水处理要求从“达标排放”升级至“达回用标准”、再进一步向污水零排放及资源化发展变化，这对污水处理技术的要求不断提高，粗放式废水处理方案已经难以适应新环保政策下的废水零排放需求。膜材料与膜应用技术的研发、石墨烯等特殊吸附性材料在污水处理领域的研发应用等，将成为国内污水处理行业未来成长发展的重要课题，业内企业将不断增加污水处理技术研发及新材料应用发展投入，持续提升企业市场竞争力，全力助力我国污水零排放及资源化循环利用工程建设。
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