(一)臭氧行業發展概況和市場前景
1、國際臭氧行業發展概況
目前以瑞士 Ozonia 和德國 WEDECO 為代表的國際臭氧行業知名企業國際化發展擴張迅速，分別於 1995 年和 2002 年進入中國市場，加大了對包括中國在內的新興國家市場的開拓力度。
2、中國臭氧行業發展概況
我國臭氧技術起步較晚，上世紀 70 年代中期，國內開始進行臭氧技術的研究開發; 90 年代，隨著礦泉水、純淨水臭氧消毒技術的推廣應用，醫藥行業採用臭氧進行空氣殺菌處理，以及小型家用臭氧發生器的應用，促進了我國臭氧行業的發展。2000 年後，我國工業用大型臭氧設備製造技術的研究取得大量成果，在臭氧放電管、熔斷器、中高頻電源等大型臭氧發生器製造的關鍵技術取得重大突破，相繼研製成功的 3kg/h、 10kg/h、 20kg/h、 50kg/h、 80kg/h、 100kg/h、 120kg/h 等大型中頻臭氧發生器，將中國臭氧技術逐步提升到國際先進水平。2010 年，《水處理用臭氧發生器 CJ/T322-2010》的實施，使我國臭氧發生器標準與國際先進標準接軌，對我國臭氧行業整體技術水平的提升和市場的規範起到重要作用。經過多年的發展，我國的臭氧系統設備製造技術水平和市場規模有了很大提高，並在市政給水、市政汙水、工業廢水、煙氣脫硝、精細化工、泳池消毒、空間消毒、飲料食品等行業得到廣泛應用。 隨著我國經濟快速發展和環境保護力度的加強，臭氧行業將迎來一個高速發展的時期。但我國臭氧行業還需進一步完善和規範。首先，產品規格和性能指標需進一步提高，以滿足市場對大型、高性能臭氧設備的需求;其次，臭氧設備的集成度、系統配套水平和系統控制水平有待提高， 應用技術研發需加大投入，拓展臭氧應用領域，尋求更大市場空間;最後，市場競爭有待進一步規範，避免中、小型臭氧發生器低端市場的惡性競爭局面，鼓勵臭氧設備製造企業積極參與國際高端市場的競爭。
3、中國臭氧行業發展前景
臭氧系統設備廣泛應用於自來水處理、廢水處理、煙氣脫硝、紙漿漂白、精細化工、食品及飲料殺菌等領域。尤其在市政給水深度處理、市政汙水和中水處理、各類難降解工業廢水處理、煙氣脫硝處理等行業的大型環保治理工程中，臭氧系統設備是關鍵的工藝設備，是國家實現“十三五”節能環保目標的關鍵設備之一。臭氧行業的未來發展與國家環境保護、節能減排的政策和執行力度密切相關。國家“十三五規劃綱要”提出培育服務主體，推廣節能環保產品，支持技術裝備和服務模式創新，完善政策機制，促進節能環保產業發展壯大。同時，提出要增強節能環保工程技術和設備製造能力，研發、示範、推廣一批節能環保先進技術裝備。相關規劃的出臺為主要應用於環保行業的臭氧設備製造創造了良好的發展環境。2010-2015 年我國環境汙染治理投資總額為 7,612.19 億元、 7,114.03 億元、8,253.46 億元、 9,037.20 億元、 9,575.50 億元和 8,806.30 億元，預計至 2020 年，我國 GDP 總量將比 2010 年翻一番，這將會帶動與此相關的臭氧設備製造行業的發展。
“十二五”期間，我國節能環保產業以 15%至 20%的速度增長，十二五期間環保投資 3.4 萬億元，比十一五期間增長了 62%。據環保部規劃院測算，預計“十三五”期間環保投入將增加到每年 2 萬億元左右，“十三五”期間社會環保總投資有望超過 17 萬億元。大量的社會環保投資將帶動大型臭氧系統設備的市場需求。受益於國民經濟的高速發展、產業結構升級加速、國家對環保問題的日益重視以及投入的不斷增大，臭氧設備製造行業正處於快速發展階段，其應用領域在不斷延伸和豐富，對國民經濟的直接貢獻將逐漸增大，將成為改善經濟運行質量、促進經濟增長的先進製造業，發展前景廣闊。此外，國際市場臭氧設備需求逐年增加，隨著我國臭氧設備製造技術逐漸達到並超越國際同類先進企業水平，依靠成本和服務優勢，我國臭氧設備製造企業的國際競爭力將進一步提升，國際市場佔有率將不斷提高。
(二)臭氧細分行業的發展概況和市場容量
1、臭氧設備在給水處理行業的發展概況和市場容量
(1)臭氧設備在我國給水處理行業發展背景
①生活飲用水水源汙染嚴重，威脅人身健康
我國地表水總體為輕度汙染，Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類 地表水水質的斷面比例分別為 23.7%和 8.6%， 112 個重要湖泊(水庫)中，Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類共有 38 個。而在地下水環境質量的監測顯示，水質優良的測站比例僅佔 2.9%，良好的測站比例為 21.2%，較差的測站比例為 56.2%，極差的測站比例為 19.8%，無較好測站。在枯水期、豐水期和平水期，監測的 68 條河流入海斷面水質劣於第 V 類地表水水質標準的比例分別為 35%、 29%和 38%。造成飲用水水源汙染的主要原因是隨著我國經濟的高速發展，工業廢水、廢渣、化肥、農藥以及日化用品等逐步汙染水源。當前水源中的汙染物不僅包括細菌、藻類、寄生蟲、病毒等微生物，還出現了鉛、汞、鉻等重金屬和氰化物、氟化物、亞硝酸鹽等對人體健康有害的無機物，而且還有對生活飲用水安全影響最大的有機物，包括一些“三致”物質和造成人類生育能力下降及其後代生存能力減弱的內分泌干擾物。人們的健康生活正受到水汙染的巨大困擾，成為社會可持續發展的重大障礙。近年來我國嚴重的水汙染事件不斷髮生，公眾已經認識到飲用水安全對自身健康的重要性，意識到飲用水深度處理的迫切性。
②現有自來水常規處理工藝的侷限性
自來水生產技術主要分為預處理、常規處理和深度處理。目前，大多數自來水廠採用的絮凝—沉澱—過濾—氯消毒常規水處理工藝， 在當前我國汙染嚴重的現實情況下有很多侷限性： A、對有機汙染為主的微汙染去除能力非常有限; B、難以去除異味; C、氯消毒難以殺滅“兩蟲”; D、加氯消毒副產物使水中毒物含量增加。
③國家對飲用水安全的日益重視和相應政策支持
2007 年 8 月 22 日，國務院通過《全國城市飲用水安全保障規劃》，提出到2020 年，全面改善設市城市和縣級城鎮的飲用水安全狀況，建立比較完善的飲用水安全保障體系，全面實現小康社會目標對飲用水安全的要求。2006 年頒佈的《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)屬強制性國家標準。新標準中的飲用水水質指標由原標準的 35 項增至 106 項，並要求全部指標最遲於2012 年 7 月 1 日實施。其中有機化合物指標由 5 項增至 53 項，無機化合物指標由10 項增至 21 項，感官性狀和一般理化指標由 15 項增加至 20 項，微生物學指標由2 項增至 6 項，增加了對“兩蟲”等易引起腹痛等腸道疾病，一般消毒方法很難全部殺死的微生物的檢測。
隨著水質標準的提高和水源水質的惡化，要完全去除水中的汙染物，除強化常規處理外，還需增加臭氧預處理工藝和臭氧—活性炭深度處理工藝。目前，臭氧—活性炭工藝在我國新建的市政給水廠取得廣泛應用，是已被證明的實現新的生活飲用水標準的主流工藝。此外，我國的一些老水廠，其處理工藝及構築物均參照建設年代的水質標準設計，已難以達到新的水質標準，需採用臭氧—活性炭深度處理工藝進行升級改造。
(2)臭氧在飲用水處理中的作用
臭氧在飲用水處理中主要功能為氧化分解有機物，降低 COD，臭氧將大分子有機物降解為小分子有機物，將小分子有機物降解為水與二氧化碳，再輔以其它方法，使有機物的去除更為經濟有效。新飲用水標準規定 CODMn 應小於 3mg/L，很多地區水源水中 CODMn 約在 5-6mg/L，常規工藝無法達到標準要求，臭氧工藝是降解 COD 最有效的手段之一。臭氧還可以殺菌、消毒、除臭、除味、脫色，去除鐵、錳等金屬離子，一般情況下不產生副汙染物。臭氧作為消毒劑，對一般細菌、大腸桿菌、病毒等特別有效，其殺菌能力比氯系列消毒劑要強幾十倍到數百倍，在足夠 CT(臭氧濃度×反應時間)值條件下可以控制抗氯性的“兩蟲”。目前飲用水處理中採用的消毒技術主要有液氯、二氧化氯、紫外線和臭氧，臭氧殺菌消毒效果最好且沒有二次汙染。 氯消毒技術採用最廣泛，但氯消毒會產生“三致”物質，並且難以殺滅抗氯性的“兩蟲”，單純的氯消毒已不能達到處理效果，需尋找氯消毒的替代技術。臭氧與紫外線設備投資費用高，並且不能維持管網持續的消毒能力，目前還沒有發現既有氯的持續消毒能力又有臭氧的強消毒能力的藥劑。氯與臭氧的組合應用成為一種很好的選擇，在水集中處理段採用臭氧降解有機物和消毒，提高殺菌消毒能力的同時又沒有二次汙染，在供水線路上採用添加少量氯，減少氯使用量，降低副作用的同時保持了持續消毒能力。
(3)臭氧-生物活性炭工藝在飲用水深度處理中的優勢地位
①臭氧-生物活性炭工藝是目前飲用水深度處理最為成熟的工藝
臭氧-生物活性炭處理工藝在世界發達國家已得到廣泛運用， 有悠久應用歷史、豐富實施技術數據和大量成功案例。歐洲的自來水廠在 20 世紀初就開始採用臭氧工藝，目前法國、德國的水廠大多采用了臭氧深度處理工藝。 20 世紀八十年代以來，由於美國環保局對出廠水和管網水的消毒作了更加嚴格的規定，迫使當時的美國水廠必須採用臭氧深度處理技術改造來達到供水要求。我國飲用水應用臭氧-生物活性炭深度處理技術已有十幾年歷史。臭氧-生物活性炭工藝是集活性炭物理吸附、臭氧化學氧化、生物降解及臭氧滅菌消毒等功效為一體的工藝。該工藝首先利用臭氧預氧化作用，在預臭氧接觸池內投加臭氧，主要作用是殺藻、改善絮凝效果和初步氧化分解水中的大分子有機物及其他還原性物質，降低生物活性炭濾池的有機負荷，同時臭氧氧化能使水中難以生物降解的有機物斷鏈、開環，轉化成簡單的脂肪烴，改變其生化特性，避免了預氯化產生消毒副產品。在後臭氧接觸池內投加臭氧，主要作用是氧化有機物(將大分子有機物變為小分子有機物，以利後續生物活性炭吸附降解)、殺死細菌、病毒、病原體等，併為後續活性炭提供充足的氧源。活性炭能夠迅速地吸附水中的溶解性有機物，同時也能富集微生物，靠臭氧產生的充足氧源，炭床中的微生物就能以有機物為養料大量生長繁殖，使活性炭吸附的小分子有機物充分生物降解。
臭氧在飲用水處理工藝中的應用示意圖
臭氧-生物活性炭工藝可以處理微汙染水中的有機物、氨氮、色度、濁度、嗅味等，使有機物濃度降低至 0.7mg/L~1.6mg/L，氨氮濃度低於檢測限值，對水中的無機還原性物質、色度、濁度、嗅味也有很好的去除效果，並且能有效降低出水的“三致”物質，解決膜技術無法去除的溶解性有機物和嗅味，有效去除藥物及個人護理品汙染物。
②臭氧-生物活性炭與粉末炭—超濾膜兩種深度處理工藝對比
目前，我國的飲用水深度處理工藝主要有臭氧-生物活性炭工藝與剛剛出現的粉末炭+超濾膜深度處理工藝(膜技術)。膜技術是新興的高效分離、濃縮、提純、淨化技術，是採用高分子膜作介質，以附加能量作推動力，對雙組分或多組分溶液進行表面過濾分離的物理處理方法。粉末炭+超濾膜工藝在飲用水深度處理方面尚處於起步階段，其對進水水質要求較高，必須要經過各種嚴格的預處理和常規處理， 避免頻繁的膜淤塞和汙染等問題而提高運行成本。 在 CODMn 為 6mg/L 左右、有嗅味、氨氮高的水質條件下，與臭氧-生物活性炭處理工藝特點對比如下：
臭氧-生物活性炭與粉末炭—超濾膜工藝特點對比
另外，臭氧氧化和生物活性炭降解可有效去除有機物，膜處理會產生需進一步處理的濃縮液。綜上，針對我國水源微汙染水質的特點，臭氧-生物活性炭工藝具有應用經驗成熟、實施效果優秀、技術完善和經濟成本低的優點，是目前國內經濟有效的飲用水深度處理技術，發展空間巨大。
(4)臭氧設備在飲用水處理行業市場規模
2010-2015 年，我國生活用水量波動穩定，截至 2015 年末，生活用水量已達790.50 億立方米。2012 年 7 月 1 日起，我國所有城鎮水廠供水水質必須達到新飲用水標準規定的 106 項指標。2016 年年末，城市供水綜合生產能力達到 3.03億立方米/日，比上年增長 2.2%，其中，公共供水能力 2.39 億立方米/日，比上年增長 3.4%。 2016 年，年供水總量 580.7 億立方米，用水人口 4.7 億人。全國給水深度處理研究會 2014 年年會上，重點研討臭氧-生物炭工藝工程應用和運行管理、生物炭的再生利用經驗總結、存在的問題和應對措施、膜技術在淨水廠的工程應用總結等，並特別對臭氧-活性炭工藝，膜處理等技術的應用情況、存在問題及應對措施等做了深入探討，水質標準的提高將會使水處理工藝改進方面的投入增加。另外，為滿足持續增長的生活用水需求，政府將新建自來水廠或擴大原來自來水廠規模以提升供水能力，同時大力建設和更新供水系統來滿足水質標準要求。2020 年，我國生活用水量將達到 949 億立方米，比 2010 年(765.8億立方米)增加 183 億立方米。未來自來水廠對能夠進行深度處理工藝的供水設備需求將持續增長。
2、臭氧設備在廢水處理行業的發展概況和市場容量
(1)臭氧設備在廢水處理行業的發展背景
①廢水排放總量大，汙染嚴重
2015 年，全國廢水排放總量為 735.32 億噸，比上年增加 2.67%。汙染物排放指標得到一定程度的控制，但總體汙染物的排放規模較高，水資源汙染形勢嚴峻。
②水資源短缺，工業用水量大
我國屬於水資源短缺國家，隨著工業化、城鎮化快速發展，用水總量快速增加，全國有三分之二的城市存在不同程度的缺水。未來一段時期，我國經濟社會持續快速發展，生活和工業用水的需求仍將會有一定幅度的增加，這同時伴隨著巨大的廢水排放，對水環境的汙染和破壞日益嚴重，加劇水資源的短缺，廢水處理及再生利用的重要性越來越突出，日益成為經濟發展和水資源保護不可或缺的組成部分。
③國家相應政策支持
2011 年，《國務院關於加強環境保護重點工作的意見》提出要繼續加強主要汙染物總量減排，完善減排統計、監測和考核體系，鼓勵各地區實施汙染物排放總量控制，對造紙、印染和化工行業實行化學需氧量總量控制，加強汙水處理設施、汙水再生利用設施和垃圾滲濾液處理設施建設，加大對重點流域水汙染防治的投入力度，完善重點流域水汙染防治專項資金管理辦法。汙染物排放總量控制措施的實施，將促使各地政府加大監管力度，督促企業加快進行廢水處理設施的升級改造。2015 年，《水汙染防治行動計劃》(又稱“水十條”)，提出加快城鎮汙水處理設施建設與改造。現有城鎮汙水處理設施，要因地制宜進行改造， 2020 年底前達到相應排放標準或再生利用要求。敏感區域(重點湖泊、重點水庫、近岸海域匯水區域)城鎮汙水處理設施應於 2017 年底前全面達到一級 A 排放標準。建成區水體水質達不到地表水Ⅳ類標準的城市，新建城鎮汙水處理設施要執行一級 A排放標準。按照國家新型城鎮化規劃要求，到 2020 年，全國所有縣城和重點鎮具備汙水收集處理能力，縣城、城市汙水處理率分別達到 85%、 95%左右。京津冀、長三角、珠三角等區域提前一年完成。正在編制中的環保“十三五”規劃將以環境質量改善為核心，氣水土三大環境戰役將穩步推進。與“十二五”規劃相比，環保“十三五”規劃的目標實施將由單一目標即總量控制目標、減排目標變成雙目標即“環境質量改善”和“汙染物總量控制”，其中“汙染物總量控制” 將是我國當前及未來一段時間內環境管理的重要抓手。圍繞汙染物總量控制為核心的考核、監管、獎懲機制將隨之出臺，各級各地區政府與企業將面臨更為嚴格的汙染物排放管理規定，臭氧設備的需求將得到進一步提升，這將對臭氧設備製造行業產生積極影響。《“十三五”生態環境保護規劃》以提高環境質量為核心，實施最嚴格的環境保護制度，打好大氣、水、土壤汙染防治三大戰役。《“十三五”生態環境保護規劃》的目標實施由單一目標即總量控制目標、減排目標變成多目標即“生態環境質量改善”、“汙染物排放總量控制”和“生態保護修復”，其中“汙染物排放總量控制”將是我國當前及未來一段時間內環境管理的重要抓手。圍繞汙染物總量控制為核心的考核、監管、獎懲機制將隨之出臺，各級各地區政府與企業將面臨更為嚴格的汙染物排放管理規定， 臭氧設備的需求將得到進一步提升，這將對臭氧設備製造行業產生積極影響。
(2)臭氧在廢水深度處理中的作用
臭氧在廢水處理中的應用十分廣泛，在市政汙水及回用、印染、石化、造紙、製藥、礦業及化工等行業的廢水處理和再生水利用中發揮了重要作用。臭氧可以實現其他工藝難以做到的脫色和除臭功能，並同時氧化難降解有機物，促進汙泥沉澱，減少汙泥產量，提高廢水的可生化性，在各種難降解的有機廢水處理中發揮了難以替代的作用。廢水處理分為三級：一級處理是預處理，以機械方法為主，通過格柵、沉澱或氣浮，去除汙水中的懸浮物和部分有機物;二級處理最常用的是生物處理法，它能大幅度地去除廢水中呈膠體和溶解狀態的有機物;三級處理又稱深度處理，能夠進一步去除二級處理未能去除的汙染物，如磷、氮和生物難以降解的有機汙染物、無機汙染物、病原體等，實現二級處理無法實現的脫色、除臭目標，達到改善水質和國家有關排放標準要求，還可以實現廢水的回收和再利用。廢水深度處理技術一般包括臭氧氧化、活性炭吸附、膜分離等技術。因為臭氧的強氧化性、強殺菌消毒能力和難以替代的脫色除臭功能，很多情況下廢水深度處理需要採用臭氧技術實現更好的處理效果。廢水深度處理中，臭氧可用來去除 COD、 BOD，並破壞有害的化學物，臭氧及其產生的活潑•OH 自由基使汙水中髮色基團的不飽和鍵斷裂生成小分子的酸和醛，生成了低分子量的有機物，從而使水體色度顯著降低，可以將存在於廢水中的金屬離子氧化為不溶於水的化合物沉澱下來，有助於絮凝，改善沉澱效果，能有效地控制有機微生物，使循環水中的 COD 和 AOX(可吸收有機鹵化物)的數量都被控制在很低的水平，從而得到優良的水質。
臭氧在汙水處理中的應用示意圖
①臭氧在市政汙水處理中的應用優勢
臭氧對降低汙水中的 COD 含量，提升水質標準，實現一級 A 類排放標準和中水回用有特殊功能。在市政汙水處理中， 臭氧已經被大量應用，在再生水處理領域，“臭氧+MBR”技術工藝組合作為最有效的技術之一被越來越多采用。汙水廠中用臭氧工藝進行處理具有以下優點： 氧化能力強，反應速度快，提高了處理效率;不產生二次汙染;不生成汙泥，無需後處理;原料為空氣或者氧氣，能源為電力，都容易獲取;臭氧的產生量能及時根據負荷的變化而調節。我國當前汙染源繁多，很多汙水處理廠的汙水來源來自於工業排放廢水，汙水處理難度加大，傳統的二級處理方式不能滿足排放標準，新建和改造汙水廠都需採用三級處理和深度處理技術，臭氧工藝在其中發揮重要作用。
②臭氧在處理難降解有機工業廢水中的優勢
在工業廢水處理中，臭氧被越來越廣泛的採用，尤其在難降解有機工業廢水處理中優勢明顯。
臭氧在處理難降解有機工業廢水中的優勢
臭氧氧化法在廢水處理中除了用於以上範圍外，還可用於處理炸藥廢水、表面活性劑廢水、毛紡廢水，以及含有硝基酚廢水、氨基酚廢水、氨基蒽醌廢水、磺基水楊酸廢水等多種廢水。
(3)臭氧設備在廢水處理行業的市場容量
在處理水平正常提高的情況下，我國“十三五”時期的廢水治理投入(含治理投資和運行費用)將達到13,922 億元，其中用於工業和城鎮生活汙水的治理投資將達到 4,590 億元。
①臭氧設備在我國市政汙水處理及回用行業市場規模
目前，我國的工業化進程正在不斷推進，城市化、工業化將持續快速發展，根據“十三五規劃綱要”，我國城鎮化率將由“十二五”期末的 55%進一步加以提升，使市政生活汙水的排放總量提升到更高水平。我國生活汙水排放量由 1998 年的 195 億噸增長至 2015 年的 535.2億噸。生活汙水排放量佔全國汙水排放總量的比重亦由 2000 年的 53.21%上升至2015 年的 72.78%，未來隨著我國人口數量的不斷增加、城市化進程的繼續推進和人民生活水平的提高，生活汙水排放量將繼續增長，成為新增汙水排放量的主要來源。2015 年後，縣城新增汙水處理規模的需求仍然較大，全國已建成投入運營的汙水處理廠中， 按照一級 A 設計的數量和規模僅分別佔 20.7%和 15.4%， 比例過低，將來提標改造將迎來較大需求。而我國現階段汙水處理標準與美國等發達國家相比，仍然比較寬鬆。隨著環保相關法律完善，法規標準的提高，對汙水處理的需求會進一步大幅度提高。環保部部長陳吉寧指出，“十三五”時期環境保護要以提高環境質量為核心。環境質量是根本目標，汙染減排是重要手段。我國一些主要汙染物排放量仍高達 2000 萬噸左右，只有再減少 30%-50%，環境質量才會明顯改善。目前，“臭氧+MBR”技術工藝是實現市政汙水達標排放最為成熟的技術之一，臭氧系統設備是利用上述工藝進行市政汙水處理的關鍵設備，未來大量需要改造的汙水廠和新建汙水廠若要實現達標排放，則大都需要採用深度處理技術，這將為臭氧系統設備供應商帶來巨大市場空間。另外，《中共中央、國務院關於推進價格機制改革的若干意見》明確要求到2020 年，市場決定價格機制基本完善，合理提高汙水收費標準，要求城鎮汙水處理收費標準不應低於汙水處理和汙泥處理處置成本。價格機制改革的完善，將帶來巨大的行業投資規模，使包括臭氧設備在內的水處理行業在“十三五”期間迎來快速成長期。隨著水資源短缺問題的日益突出，國家把提高汙水處理及回用率作為實施“節能減排”的重要硬性指標，使城市汙水處理開始從推進達標排放向推進“低排放”以及汙水處理回用轉變，推動了我國市政汙水處理行業向汙水處理回用的更高發展階段逐步邁進。 鑑於“臭氧+MBR”技術是實現汙水處理回用的最為成熟的技術之一，“臭氧+MBR”技術組合在中水回用市場也發揮著巨大作用。
②臭氧設備在工業廢水處理與回用行業市場容量
我國工業化快速發展的同時， 每年有大量工業廢水排放。 “十三五規劃綱要”提出國內生產總值要至少保持年均增長 6.5%，同時要控制主要汙染物排放總量，要在繼續實施化學需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放總量控制基礎上，增加重點行業揮發性有機物排放量等作為約束性指標，實施區域性、流域性、行業性差別化總量控制指標。工業廢水排放總量會保持繼續增長，工業廢水排放標準和工業廢水達標率要求不斷提升，預計工業水處理市場容量將以超過國民經濟增長率的速度增長，臭氧設備在工業水處理市場的需求會隨之持續增長。
“十三五”規劃綱要實施循環發展引領計劃， 推行企業循環式生產、產業循環式組合、園區循環式改造，減少單位產出物質消耗。強化約束性指標管理，實行能源和水資源消耗、建設用地等總量和強度雙控行動。不同工業企業對水處理的要求不同，化工廢水、製藥廢水、染料與印染廢水、煉油廢水、焦化廢水、垃圾滲透液等，廢水排放量大、汙染嚴重、 處理難度高。近年來我國汙染治理力度加大，排放標準提高，在該領域採用臭氧高級氧化工藝處理廢水有顯著的效果，市場前景廣闊;廢水回用方面，目前我國工業用水重複利用率水平遠遜於發達國家水平，隨著我國工業廢水回用率的提高，臭氧氧化技術作為實現廢水回用的有效手段之一，存在較大的潛在市場。
3、臭氧設備在煙氣脫硝行業的發展概況和市場容量
(1)臭氧設備在煙氣脫硝行業的發展背景
①大氣汙染嚴重，氮氧化物排放量持續增長
我國在“十一五”期間實施了二氧化硫減排戰略，煙塵和二氧化硫汙染惡化的趨勢得到了有效遏制。但總體上大氣汙染物濃度仍處於較高水平，特別是氮氧化物排放量持續增長，使我國酸雨從硫酸型向硝酸型轉變。控制酸雨的根本措施是減少二氧化硫和氮氧化物的排放。氮氧化物活性高、氧化性強，能促進酸雨的形成，對動物的呼吸系統危害較大，若不嚴格控制，今後一段時期我國城市光化學煙霧、酸雨汙染和灰霾天氣將呈迅速惡化之勢。 2009年全國氮氧化物排放總量達到 1,692.7 萬噸， 2010 年達到 2,273.6 萬噸， 2011 年氮氧化物排放總量 2,404.3 萬噸， 2012 年氮氧化物排放總量 2,337.8 萬噸， 2013 年氮氧化物排放總量 2,227.3 萬噸， 2014 年達到 2,078 萬噸， 2015 年為 1,851.9 萬噸。控制氮氧化物排放量已成為“十三五”期間環保工作的重點。
②國家對空氣質量的重視和相應政策支持
2010 年 5 月 11 日，國務院辦公廳轉發了環保部等部委的《關於推進大氣汙染聯防聯控工作改善區域空氣質量的指導意見》，該意見要求加強氮氧化物汙染減排，建立氮氧化物排放總量控制制度，明確了脫硝設施安裝政策。新建、擴建、改建火電廠應根據排放標準和建設項目環境影響報告書批覆要求建設煙氣脫硝設施，重點區域內的火電廠應在“十二五” 期間全部安裝脫硝設施，其他區域的應預留煙氣脫硝設施空間，重點開展鋼鐵、石化、化工等行業氮氧化物汙染防治。2011 年 7 月 29 日，環保部和國家質檢總局聯合發佈了新修訂的《火電廠大氣汙染物排放標準》，新標準將自 2012 年 1 月 1 日起實施，新標準將燃煤鍋爐的氮氧化物排放濃度限值統一確定為 100mg/m3，其中新建機組從 2012 年起執行，現有機組從 2014 年 7 月起執行。《火電廠氮氧化物防治技術政策》(環發[2010]10 號)鼓勵開發新技術，鼓勵具有自主知識產權的煙氣脫硝技術、脫硫脫硝協同控制技術以及氮氧化物資源化利用技術的研發和應用。2011 年 8 月 31 日，國務院印發了《“十二五”節能減排綜合性工作方案》，確定了“十二五”期間全國各省(區、市)化學需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放總量控制目標及各地區的分擔量，比較“十一五”期間增加氨氮和氮氧化物兩項控制目標，提出“將汙染物總量控制作為環評前置條件”、“實施脫硝電價”等 50 條政策措施。方案的出臺正式將氮氧化物納入總量控制指標，方案要求 2015 年氮氧化物排放總量控制在 2,046.2 萬噸，比 2010 年的 2,273.6 萬噸下降10%。《重點區域大氣汙染防治“十二五”規劃》(國函[2012]146 號)提出到 2015年，重點區域氮氧化物排放量下降 13%，環境空氣質量有所改善，二氧化氮年均濃度下降 7%;大力推進火電行業氮氧化物控制，加快燃煤機組低氮燃燒技術改造及脫硝設施建設，單機容量 20 萬千瓦及以上、投運年限 20 年的現役燃煤機組全部配套脫硝設施，脫硝效率達到 85%以上，綜合脫硝效率達到 70%以上。2013 年 9 月國務院發佈的《大氣汙染防治行動計劃》中提出“全面整治燃煤小鍋爐，加快重點行業脫硫、脫硝、除塵改造工程建設。綜合整治城市揚塵和餐飲油煙汙染。大力發展循環經濟，培育壯大節能環保產業，促進重大環保技術裝備、產品的創新開發與產業化應用。”2014 年 5 月 15 日，國務院辦公廳發佈的《2014-2015 年節能減排低碳發展行動方案》提出“2014-2015 年，單位 GDP 能耗、化學需氧量、二氧化硫、氨氮、氮氧化物排放量分別逐年下降 3.9%、 2%、 2%、 2%、 5%以上，單位 GDP 二氧化碳排放量兩年分別下降 4%、 3.5%以上。”2014 年 9 月 12 日，國家發展改革委、環境保護部、國家能源局發佈的《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014—2020 年)》(發改能源[2014]2093 號)提出：“東部地區(遼寧、北京、天津、河北、山東、上海、江蘇、浙江、福建、廣東、海南等 11 省市)新建燃煤發電機組大氣汙染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值(即在基準氧含量 6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高於 10、 35、 50 毫克/立方米)，中部地區(黑龍江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等 8 省)新建機組原則上接近或達到燃氣輪機組排放限值，鼓勵西部地區新建機組接近或達到燃氣輪機組排放限值。”即實行煙氣汙染物的超低排放。
2015 年 8 月 18 日，財政部和環境保護部聯合發佈的《關於加強大氣汙染防治專項資金管理提高使用績效的通知》提出“資金安排向重點治理任務傾斜。大氣汙染治理任務重、資金需求量大，各地應按照輕重緩急安排專項資金，優先保障國家確定的重點治理任務，同時因地制宜保障好省級政府確定的重點工作。”2015 年 8 月 29 日第二次修訂的《中華人民共和國大氣汙染防治法》規定“國家鼓勵和支持大氣汙染防治科學技術研究，開展對大氣汙染來源及其變化趨勢的分析，推廣先進適用的大氣汙染防治技術和裝備，促進科技成果轉化，發揮科學技術在大氣汙染防治中的支撐作用。”
(2)臭氧氧化技術在煙氣脫硝中的應用
①臭氧氧化脫硝技術簡介
臭氧氧化煙氣脫硝技術在國外已是成熟的工程應用技術，已進入工業化應用階段，在國內應用剛剛起步。臭氧脫硝主要是利用臭氧的強氧化性將不可溶的低價態氮氧化物氧化為可溶的高價態氮氧化物，然後在洗滌塔內將氮氧化物吸收，達到脫除的目的， BOC 公司的 LoTOx 技術即採用此原理進行煙氣脫硝。而 BELCO公司則將 BOC 公司的 LoTOx 技術與自己研發的 EDV 溼法洗滌系統結合，形成一體化的脫硫脫硝系統，在石油石化行業用於石油精煉廠中加熱器、鍋爐等的廢氣治理。該一體化的脫硫脫硝系統，在不同的 NOX 等汙染物濃度和比例下，可以同時高效率脫除煙氣中的 NOx、二氧化硫和顆粒物等汙染物。同時， LoTOx 技術還不影響其他汙染物控制技術。目前該技術在四川石化煉化一體化工程 250 萬噸/年重油催化裂化裝置中已獲得應用，由公司提供臭氧系統設備集成，是臭氧氧化脫硝工藝在國內石油煉化廢氣處理同時脫硫脫硝的第一例應用。隨著該技術的推廣，在國內的熱電、焦化、玻璃等行業，已有眾多的成功運行業績，其效果得到了驗證。
臭氧在煙氣脫硝工藝中的應用示意圖
隨著我國環保標準要求的提高，一些傳統的煙氣脫硝工藝難以滿足嚴格的減排要求，臭氧氧化脫硝技術成為較好選擇。採用臭氧高級氧化技術不僅對氮氧化物具有良好的脫除效果，而且對煙氣中的其他有害汙染物，比如重金屬汞也有一定的去除能力。
②煙氣脫硝技術對比
煙氣脫硝技術一般是指對燃燒排放的尾氣進行脫硝處理，即後端脫硝，主要有選擇性催化還原法(SCR)、選擇性非催化還原法(SNCR)和氧化脫硝等技術。與後端脫硝對應的是前端脫硝，是指在燃燒過程中控制氮氧化物產生的各種低氮燃燒技術。氧化脫硝技術主要是指利用氧化劑進一步氧化氮氧化物，並在後級通過其他工藝吸收氮氧化物的脫硝技術。氧化劑可採用臭氧、雙氧水等，一般採用臭氧。
常用的後端脫硝技術對比
從上表看出選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝效率不高，在一些場合不能滿足新修訂的煙氣排放標準;氧化脫硝技術脫硝效率高，但之前我國沒有掌握先進的臭氧技術和氧化脫硝技術， 在實踐中應用的案例不多; 選擇性催化還原法(SCR)脫硝效率相對較好，但催化劑使用以及後續更換需要進口，價格昂貴，運行還有不穩定因素和一定的安全隱患。在保證 NOX脫除率為 80%~95%的情況下， LoTOx 運行費用為 1,700~1,950 美元/噸 NOX， SCR的運行費用 2,364~2,458 美元/噸 NOX。新修訂的《火電廠大氣汙染物排放標準》將氮氧化物的排放濃度限值大幅降低，各種脫硝技術的技術水平都需要提升，既要提高脫硝效率以符合新發布的煙氣排放標準，又需要符合投資少、經濟高效的原則。實踐證明，臭氧氧化脫硝技術能夠滿足新的煙氣排放標準，大型臭氧設備的國產化大大降低了初始投資。電能是臭氧氧化脫硝運行的主要消耗，火電廠採用臭氧氧化脫硝優勢明顯，如果使用內部核算電價，運行成本可進一步降低。目前，臭氧氧化脫硝技術已在國內多個熱電廠應用，取得了優良的脫硝效果，也將逐步成為火電廠脫硝技術之一。在石油石化等行業，氮氧化物排放濃度高且不穩定，臭氧氧化脫硝技術成為最好的選擇方式之一。隨著我國臭氧技術水平的提高，大型國產臭氧設備在實踐中應用案例的增多，國家發改委脫硝電價補償政策及地方政府超低排放改造補貼政策的出臺，臭氧氧化脫硝技術將在我國大氣汙染防治中發揮重要的作用。
(3)臭氧設備在煙氣脫硝行業的市場容量
2011 年 9 月，環保部新聞發言人陶德田就新修訂的《火電廠大氣汙染物排放標準》表示，據測算，實施新標準在大幅削減汙染物排放的同時，還將帶動相關的環保技術和產業市場的發展，形成脫硝、脫硫和除塵等環保治理和設備製造行業約 2,600 億元的市場規模。近年來，大氣汙染治理的市場熱點集中於火電廠脫硝、脫硫和除塵領域。由於受國家重視發展較早，政策要求嚴格， 電價補貼、價格稅費等機制相對完善，火電廠脫硫脫硝除塵治理市場已相對成熟。整體氧化脫硝裝置是高效廢氣處理集成系統， 需要大規格的臭氧系統設備。
①石油石化行業的煙氣脫硝市場
氧化脫硝技術在石化行業已成熟應用並取得良好效果。石油石化行業的煙氣脫硝需求巨大，單套設備合同標的高，公司設備已在各石化企業得到應用。截至2015 年 8 月，我國共計有 200 多套催化裂化裝置，將需要大規模的臭氧設備。
②火電廠煙氣脫硝市場
氮氧化物減排是“十三五”大氣汙染治理重點，截至 2015 年 6 月，全國二氧化硫排放總量接近兩千萬噸、氮氧化物兩千多萬噸，要實現環境質量根本好轉，二氧化硫、氮氧化物總量至少要下降到百萬噸級水平，我國將在“十三五”實施更加嚴格的二氧化硫和氮氧化物排放控制標準，火電廠原有及新建機組均需進行嚴格的脫硝處理。2016 年， 我國全口徑發電設備容量 16.46 億千瓦。 其中， 火電達 10.54 億千瓦，佔比約為 64%，依然是我國電力產能的主力軍。目前，氧化脫硝技術在火電廠煙氣脫硝中已開始應用。可以預見，臭氧氧化脫硝技術以其明顯的優勢，將逐步成為火電廠採用的主要煙氣脫硝技術之一。隨著“十三五”更為嚴格的脫硝處理規則的實施，未來幾年我國將迎來火電廠脫硝項目的建設高峰期，這將為臭氧系統設備製造行業帶來巨大的市場機會。另外，未來新增電廠對煙氣脫硝裝置也存在巨大的需求。根據我國能源結構情況， 未來火電裝機容量將持續增長， “十三五”期間全國煤電規劃開工規模 2.6 億千瓦，投產規模 2.5 億千瓦， 2020 年我國煤電裝機預計達到 11.6 億千瓦。未來 10 年火電廠每年新增 5,000 萬千瓦的裝機容量，這將持續帶來對臭氧設備的需求。
③其他行業煙氣脫硝市場
水泥、鋼鐵、化工、玻璃等行業的窯爐排放的煙氣也需要進行脫硝處理，《國家環境保護“十二五”規劃》要求加快其他行業脫硫脫硝步伐，加強水泥、石油石化、煤化工等行業二氧化硫和氮氧化物治理，新建水泥生產線要安裝效率不低於 60%的脫硝設施，“十三五”規劃則將施行更為嚴格的煙氣脫硝處理規定，更為嚴格的開展燃煤鍋爐煙氣治理，新建燃煤鍋爐要安裝符合國家脫硫脫硝處理規定的脫硫脫硝設施。臭氧氧化脫硫脫硝技術在這些行業已有應用業績，隨著我國環保標準的進一步提高，煙氣脫硝市場持續增長，臭氧設備需求也必將持續增長。
4、臭氧設備在精細化工行業的應用和市場容量
在精細化工行業，臭氧代替高錳酸鉀等氧化劑，不但使產品質量提高，減少環境汙染，還降低了生產成本。臭氧容易打斷烯烴類有機物的碳鏈結合鍵，使其部分氧化後組合成新的氧化物。在醫藥中間體、化工中間體、天然香料等精細化工產品的合成工藝中，臭氧是一種重要的生產原材料。我國精細化工產品包含約 25 個門類，近 3 萬個品種的產品，應用於國民經濟的各個領域。精細化工產品的生產過程可分為原料預處理、化學反應、產品分離和提純三個階段，生產工藝複雜多樣，化學反應環節多、生產步驟多。近年來我國化學原料及化學制品工業總產值一直保持較快速度增長，其中精細化學品佔化學原料及化學制品的比重一直處於上升趨勢。世界生產重心已經向中國發生明顯轉移。精細化工在我國行業統計中體現為專用化學品， 2003 年到 2016 年，我國化學原料及化學制品製造業主營業務收入由 8,858 億元增長到 8.77 萬億元，業務規模擴大 10 倍左右。從公司近年在該領域實現的銷售來看，該領域對臭氧設備需求穩定。
5、臭氧設備在其他行業的應用和市場容量
臭氧在空氣消毒、瓶(桶)裝水消毒、泳池消毒、食品、灌裝等消毒領域很早就得到了廣泛應用，衛生部《消毒技術規範》把臭氧定義為一種廣譜殺菌劑，可殺滅細菌繁殖體和芽胞、病毒、真菌等，並可破壞肉毒桿菌毒素。臭氧在消毒領域的應用技術成熟，該領域對臭氧設備需求穩定。紙漿漂白將是臭氧設備的另一個巨大市場，臭氧能有效地脫除有機發色基團，提高紙漿白度，並能避免有機氯化物汙染，成為全無氯漂白工藝中的重要工藝。目前，臭氧漂白在發達國家已經實現了工業化，國內正處於起步階段，中日合資企業江蘇王子製紙有限公司引進國外臭氧發生器及其構件用於紙漿漂白，該訂單總額大約為 10 億日元。臭氧技術國產化水平日益提高已完全能夠滿足紙漿漂白的需求，我國作為一個造紙大國對大型臭氧系統設備的需求巨大。臭氧在食品保鮮、包裝覆膜、醫療等其他領域也有應用，並且隨著臭氧技術的不斷提高，臭氧系統設備生產規模的不斷擴大，其應用領域將會越來越寬廣，對臭氧設備的需求將保持增長。
(三)行業技術情況
1、行業關鍵技術
(1)臭氧製取技術
臭氧製取技術是指產生臭氧的技術，在工業應用中主要有介質阻擋放電法、紫外線法、電解法等。介質阻擋放電法：其基本原理是將含氧氣體通過由放電電極和絕緣介質構成的放電間隙，當電極間施加的外部交流高壓電場超過氣體的擊穿電壓時，氣體發生充分電離，從高壓電場獲得能量的電子與氧分子發生非彈性碰撞，電子把能量轉移給氧分子，氣體被激勵後，發生電子雪崩，形成等離子體。當電子從放電電場獲得的能量大於 8.4eV 時，氧分子開始分解、電離，產生的氧原子與氧分子結合最終形成臭氧。目前工業應用臭氧發生器大都採用介質阻擋放電的方法。如圖所示：
臭氧發生原理示意圖
介質阻擋放電技術易於製造單機臭氧產量高的設備，技術進步快，相對能耗較低，能夠實現臭氧的工業應用，是目前市場佔有率最高、應用最廣的技術。紫外線法：紫外線式臭氧發生器是使用特定波長的紫外線照射氧分子，使氧分子分解而產生臭氧。這種方式臭氧產量低、相對能耗大、紫外線燈管使用壽命短，工業應用範圍較窄。電解法：電解法臭氧發生器是通過電解純淨水產生臭氧。此種方式能製取高濃度的臭氧水，使用和維修簡單，但臭氧產量無法做大、電極使用壽命短、臭氧不容易收集，使用範圍受到限制，並且製造成本高。目前該種臭氧發生器只在一些特定的小型設備上或某些特定場所使用，實現臭氧的工業規模應用還需不斷的技術進步。
(2)臭氧發生器核心技術
①臭氧發生單元設計技術
臭氧發生單元基於介質阻擋放電原理，是用於產生臭氧的基本物理單元，是構成臭氧發生室的基礎。臭氧發生單元設計技術是通過對高壓放電等離子體物理參數的研究和試驗，研發具有優良介電常數和導熱性能的介質材料，設計、加工精密的電極結構構成微小、均勻的放電間隙，以及研究與設計外部高壓電場參數等的關鍵技術。國內外主流臭氧設備製造商的臭氧發生單元均有技術專利，WEDECO 的玻璃介質放電技術， Ozonia 的 AT(Advantage Technology)非玻璃介電體技術和近年新推出的 IGS(Intelligent Gap System)技術，日本富士電機系統株式會社、三菱電機的玻璃介質放電技術;公司擁有非玻璃介質放電和玻璃介質放電兩種技術，其中 DTA 非玻璃放電體技術和玻璃介質放電技術均獲得發明專利。
②臭氧專用電源及電源控制技術
臭氧的產生需要電力電源為其提供高電壓和能量來源，對於電源而言，臭氧發生單元屬於特殊的非線性容性負載，為了獲得更高的臭氧濃度及產量，更低的電能消耗，需要對電源拓撲結構、負載諧振電路參數、電源控制方式以及工作點進行研究和設計，使臭氧發生器工作在最為合適的工作點，這是臭氧電源技術的關鍵，國際知名臭氧設備製造商都擁有與自己的臭氧發生單元相匹配的臭氧電源技術。
③臭氧發生器運行控制技術
臭氧發生器產生臭氧的濃度、電耗、產量與氣源質量，氣體的溫度、壓力、流量以及電源工作點都有著直接的關係， 高效的臭氧發生器需要對設備運行過程中關鍵的物理量進行實時的採集、計算， 並通過合理的控制方法，使臭氧發生器工作在最佳運行狀態。臭氧發生器的運行控制技術需臭氧發生器生產企業對其控制參數和算法進行長期的摸索，以及數據和經驗積累。
(3)臭氧系統集成技術
臭氧發生器是臭氧系統的一部分，要實現完整的工業應用，還需要臭氧投加裝置、臭氧尾氣破壞裝置、氣源裝置等相關輔助設備，並由系統控制單元按照詳細的工藝要求和控制流程，對各個輔助設備進行協調控制，統一調度，保證整個生產流程的準確性、穩定性和可靠性。成熟的系統集成技術需要對不同行業的應用特點進行的長期的數據和經驗累積。
①臭氧投加技術：為了保證臭氧的充分利用，需要針對不同的工程應用特點，對臭氧投加濃度、投加量、投加方式、接觸時間等進行研究設計，開發高效的臭氧投加裝置，選擇適合的投加工藝。
②尾氣破壞技術：臭氧屬於對人體有害的強氧化性氣體，未被吸收的臭氧尾氣不能直接排放至大氣中，需要根據工程應用條件、尾氣濃度及其變化、工作氣量及其變化研究開發尾氣分解裝置和新型高效催化劑，保證臭氧尾氣分解效率，降低能耗。
③氣源處理技術：臭氧發生器在選用空氣或現場製取氧氣作為氣源時，原料氣中含有大量的水分、灰塵、油、碳氫化合物(烴)和氫之類的雜質，對臭氧發生器的安全運行具有較大危害，降低了臭氧產生效率，需要根據氣源中雜質的類型和含量設計開發氣源處理裝置，對氣源進行乾燥、過濾、吸附處理。
④系統自動化控制技術：根據臭氧應用工藝流程，構建以臭氧發生器為核心，輔以其它外圍設備的完整的臭氧系統，並設計自動化控制與檢測系統，對供氣流量、臭氧濃度、投加功率等進行檢測和調節，實現故障診斷、報警、自動恢復，對整個系統進行協調控制，保證系統運行的準確性、可靠性。
2、行業技術指標
臭氧產量、濃度與電耗是衡量臭氧設備性能的三項主要指標如下：臭氧產量是指臭氧發生器單位時間產生的臭氧量，臭氧產量=臭氧濃度×工作氣量。臭氧濃度、工作氣量都需要換算到標準狀態下。目前國際上臭氧發生器最大的單機產品規格已達 175kg/h。臭氧濃度是指臭氧發生器出氣中的臭氧含量(採用標準狀態下的質量÷體積的濃度，即 mg/L 或 g/m3;或質量的濃度，即 wt%)。臭氧濃度通過用碘量法或紫外吸收法測定。目前經濟運行的臭氧濃度一般為：氧氣源 7-12wt%(相當於102-179mg/L)，空氣源 2.3-3.5wt%(相當於 25-45mg/L)。臭氧電耗是指產生 1kg 臭氧消耗的電能，臭氧電耗=有功功率÷臭氧產量。目前經濟電耗一般為：氧氣源 7-11kW•h/kg，空氣源 13-18kW•h/kg。臭氧產量和濃度關係到臭氧在工業應用中的效果，電耗則關係到臭氧設備的運行成本，在相同條件下，產量越大、濃度越高、電耗越低的臭氧設備技術越先進。因此，這三項指標代表著臭氧設備的性能，也標誌著從事臭氧設備製造公司的技術實力。另外，冷卻水溫度對臭氧設備性能指標的影響較大。同樣的臭氧設備在較低的冷卻水溫度下，可以獲得更高的性能指標，因此國內臭氧設備經濟電耗一般指冷卻水溫度在 25℃左右的情況。隨著臭氧設備製造技術的進步和新材料、新工藝的應用，臭氧發生器在產量、濃度與電耗三項技術指標上將會有較大程度的提高。臭氧的製取技術獲得突破將推動臭氧技術指標的提升和運行費用的降低，進一步提高臭氧應用的市場競爭力，應用領域也將更加廣闊。
3、行業技術特點
(1)臭氧技術是涉及多學科的綜合性技術
臭氧技術是涉及到近代物理、材料、電力電子、精密機械、自動化控制、電子信息、應用化學等多學科的綜合性技術，其專業技術主要包括：①介質阻擋放電技術，包括高壓放電物理參數的設計、介質材料與結構、電極材料與結構、放電管的機械強度、結構精度、耐壓性能和散熱性能以及與上述相關的加工工藝等。②臭氧電源及其控制技術，包含主電源拓撲結構設計，負載諧振電路設計，電源控制設計，使臭氧發生器工作在最為合適的工作點，保證設備運行的穩定性和經濟性。③臭氧運行控制技術，主要指臭氧發生器的自動化控制技術，根據臭氧發生理論，設計合理的臭氧發生器控制系統和自動控制算法，對溫度、壓力、流量、濃度和電源工作點等關鍵物理參數進行採集和控制，使臭氧發生器工作在最佳狀態。④臭氧系統集成技術，主要包含臭氧投加裝置、臭氧尾氣破壞裝置、氣源裝置等相關輔助設備及系統集成工藝的設計，使各環節設備技術參數達到最佳匹配，保證整個生產過程的準確性、穩定性和可靠性。因此，臭氧技術的研發既需要長時間、大量實驗數據的支持，更需要各學科研究人員共同合作開發。
(2)臭氧系統設備需根據用戶需求定製
臭氧設備應用領域廣泛，不同行業用戶對系統配置、運行控制等方面有不同要求，需要根據項目實際情況結合客戶的安裝要求、運行環境、工況條件等因素對臭氧系統集成進行專門設計。因此，臭氧系統集成具有很強的專業性和針對性，需要臭氧設備供貨商具有強大的綜合技術實力，才能確保整套臭氧系統的高效穩定運行。
4、臭氧的應用技術及其特點
臭氧的應用技術是在工業中利用臭氧的強氧化性，通過對臭氧的單獨使用或與其它方法聯合使用，達到降解有機物、 脫色、除臭、殺菌等特定目的。臭氧在市政給水、中水回用、市政汙水、工業廢水、煙氣脫硝、精細化工、泳池消毒、空間消毒、飲料食品等行業應用廣泛，與流體力學、分析化學、消毒學、有機化學、無機化學等學科密切相關，應根據不同領域的應用特點及臭氧發揮的主要作用，進行專業設計。在不同的應用領域，臭氧的功能與技術應用方式不同，與其他技術既有互相替代的競爭關係，又有互補的合作關係。 例如在飲用水深度處理、廢水處理和精細化工等領域中對傳統氧化劑的替代;臭氧技術在很多情況下是和其他技術聯合運用，在水處理工藝中的組合形式就有： 臭氧-活性汙泥、臭氧-活性炭吸附、臭氧-絮凝-膜處理、臭氧-氣浮、臭氧-膜處理等;臭氧技術更有自身獨特的功能，比如在水處理中的脫色、除臭功能，隨著水質的惡化和水標準的提高，在很多水處理項目中都必須採用臭氧技術才能達到處理效果。
5、國際臭氧技術的發展趨勢
(1)臭氧發生器單機產量及應用規模不斷提高。 3×175kg/h 的大型臭氧發生器在巴西 VCP 造紙廠紙漿漂白中已得到實際應用。在國內， 5×120kg/h 的大型臭氧發生器 2012 年在石家莊橋東汙水廠投入運行。5×80kg/h 的大型臭氧發生器 2012年在上海石化投入運行，用於煙氣脫硝。 4 套 120kg/h 大型臭氧發生器已應用於紹興柯橋濱海印染產業集聚區汙水深度處理工程。
(2)臭氧發生器技術指標不斷提升。臭氧應用正常運行濃度已經有達到14wt%(約合 210mg/L)，實驗室數據可以達到 300mg/L。同時由於新介質結構研發以及合理的電源特性匹配，使得相同臭氧濃度和產量下的電耗越來越低。
(3)臭氧發生器的集成配套要求越來越完善。從早期要求單一產品臭氧發生器供貨，發展到現在的全套臭氧系統設備供貨，包括不同臭氧應用行業的臭氧投加系統、尾氣分解系統、自控系統等在內的全套臭氧系統設備，提供臭氧系統解決方案。
(4)應用領域不斷拓展。近年來，隨著臭氧應用技術的不斷進步，臭氧在煙氣脫硝、廢舊輪胎處理、臭氧冰保鮮等新興領域的應用取得較大進展，並取得了較好的應用效果。
(四)行業發展特點
1、行業的經營模式
臭氧發生器按照臭氧產量的大小分為小、中、 大型臭氧發生器。不同型號的臭氧發生器應用行業不同，經營模式也有很大區別。中小型的臭氧設備，或者臭氧系統的配套設備，設備採購金額不大， 用途簡單，不必採用招投標的形式，臭氧設備供應商和終端用戶直接進行商務談判，按客戶的要求提供適合的產品。大型臭氧系統設備所需技術水平高、投資金額大，客戶在採購設備時大多采用招投標的形式。大型臭氧系統設備不是標準化的設備，需根據不同的應用條件設定臭氧設備的設計參數，臭氧系統設備的銷售不僅僅是簡單的提供設備，還要提供綜合的技術服務，因此訂單生產、量身定製、綜合服務是臭氧設備供應商生產經營的特點。大型臭氧設備的銷售需經過“設計+生產+銷售+服務”整個過程，首先根據客戶的應用情況進行設計，實驗達標後根據設計進行產品訂單生產，設備生產完成後要進行設備的安裝調試或者指導安裝調試，還需提供後續的技術服務。臭氧設備的生產需要專業的技術，基於技術和經驗提供有針對性的產品方案設計和服務也是臭氧設備行業經營的關鍵。大型臭氧設備大多應用在水處理、煙氣處理等環保項目中。環保項目可能由終端客戶自己組織建設，也可能由專業的環保工程公司承包實施具體的項目建設，因此臭氧設備供應商銷售產品時可能直接銷售給終端客戶，也可能銷售給環保工程公司。考慮到大型臭氧設備是環保項目中的關鍵設備，客戶有時也會委託臭氧企業實施與臭氧工藝密切相關的全部處理環節。
2、行業的週期性
臭氧行業屬於環保裝備製造業，其發展與經濟週期的變化相關，一定程度上受到國民經濟運行情況影響。在國民經濟發展的不同時期，國家的宏觀政策會有所調整，該類調整將直接或者間接影響到臭氧行業的發展。大型臭氧發生器主要應用在市政水處理、工業汙水處理和煙氣處理等下游行業，可能會受到經濟週期波動的影響。但隨著環保問題日益突出， 大眾對於環境保護的日益重視，國家從戰略的角度不斷加大對環保產業的投資， 逐漸提高環保標準，並從政策上強制要求企業採取環保措施，環保裝備產業作為朝陽產業將迎來快速發展的有利時期，其對臭氧發生器的需求在未來相當長一段時間內將保持持續增長的態勢。
3、區域性、季節性特徵
大型臭氧設備廣泛應用於市政、石化、電力、 化工、冶煉、製藥、造紙等眾多領域，不依賴某一單一市場或區域。受環保政策的實施和執行力度影響，臭氧設備的需求與地區汙染情況、廢水排放情況以及地方政府對環保重視程度有關，同時市政、石化、電力、化工、製藥等是臭氧設備需求較多的行業，因此在上述行業較發達的地區，需求量也比較大。從區域上看，我國東部地區經濟發展早，汙染較為嚴重，對廢水和煙氣處理技術提出了更高的要求，同時因為東部地區人口多、城市密集，水廠的數量也較多，因此大型臭氧設備在東部的需求更多。臭氧設備自身的生產銷售不受季節性的影響， 但對於市政、石化、電力、化工、冶金等大型客戶而言，其一般在設備採購、貨款結算方面遵守嚴格的預算管理制度，投資立項申請與審批一般集中在每年的上半年，執行實施相對集中在下半年。
4、行業進入壁壘
(1)技術壁壘
臭氧的生產技術和應用技術需要多年的實驗數據和實踐經驗積累，臭氧技術的研發既需要長時間、大量實驗數據的支持，更需要各學科研究人員共同合作開發。臭氧設備的研製需要多學科的技術綜合運用，涉及的技術包括高壓放電等離子體物理參數的研究與控制，介質材料研究與放電單元的結構設計、非線性負載諧振電力電源及其控制系統的研究、臭氧運行控制技術、臭氧系統集成技術等的設計研究，涉及到近代物理、材料、電力電子、精密機械、自動化控制、電子信息、應用化學等多學科;臭氧系統的實際應用更涉及多種技術，比如水處理行業，包括市政給水、市政中水、市政排水以及工業廢水處理等，整個系統設計需要針對不同水質進行投加臭氧實驗、技術方案設計、臭氧設備參數設定、工藝流程安排、臭氧系統設備的安裝、設備調試、臭氧設備檢測等眾多環節。現在工業應用中對臭氧設備的技術參數要求越來越高， 應用技術要求也越來越複雜，臭氧技術是臭氧行業最主要的門檻。因此，對於新進入臭氧行業的企業，臭氧技術門檻高，涉及技術種類繁多，掌握行業技術所需週期長，具有較高的技術壁壘。
(2)品牌和既往成熟業績壁壘
大型臭氧設備是專業化設備，單套價值較高，使用壽命一般在 10 年以上，因此客戶在選擇供應商時，重點考慮設備廠商的品牌和行業口碑，知名品牌意味著客戶的認可，其設備在性能、質量及服務等方面具有更高的可靠性。大型臭氧設備在與人民生活質量密切相關的市政自來水廠和市政汙水廠，以及涉及環保強制標準要求的廢水和廢氣排放企業應用較多，客戶對臭氧系統運行的穩定性、可靠性具有非常高的要求。大型臭氧設備各細分行業客戶都極為重視臭氧系統供應商的既往工程業績和實際應用效果等情況， 這也是臭氧系統供應商開發新客戶重要的先決條件。大型臭氧設備的採購一般都採用招投標形式，客戶會明確限定供應商具有同類及同規模臭氧設備應用成功案例。因此，品牌和既往成功業績是臭氧企業能否參與重要項目市場競爭的基本條件，成為新進入此行業的企業在短期內無法逾越的門檻。
(3)臭氧技術人才壁壘
臭氧技術是專業性非常強的綜合學科技術，需要掌握相關技術的各學科專業人才，臭氧設備的研究開發、設備製造、 系統方案設計、安裝與調試、銷售與客服更需要大量具有成熟經驗的臭氧技術人才。臭氧設備製造業屬於國民經濟中的細分行業，我國大型臭氧設備製造企業起步較晚，國內個別高校也僅對臭氧產生機理和應用效果進行研究，沒有涉及臭氧設備核心製造技術、系統集成技術及工程應用技術。目前國內臭氧企業普遍規模較小、研發投入不足，小型臭氧設備的製造技術相互模仿嚴重，缺乏高性能、大型臭氧設備的研發、製造和應用等方面的經驗，掌握臭氧核心技術的企業和人才不多，難以通過人才引進的方式解決。因此，臭氧企業從事大型設備製造並進入高端市場領域，需長期進行機理研究、設備開發和工程實踐等經驗的積累，需自身長期培養專業技術人才並形成技術團隊。臭氧技術人才缺乏成為進入大型臭氧設備製造領域的壁壘。
(4)生產能力壁壘
生產能力壁壘體現在臭氧設備生產的質量要求、臭氧設備生產的規模化效應和 臭 氧 設 備 的 定 制 化 生 產 能 力 。 2010 年 實 施 的 《 水 處 理 用 臭 氧 發 生 器CJ/T322-2010》標準對臭氧設備的技術參數、穩定運行和安全使用提出了更高要求，是臭氧設備生產企業准入基本標準。大型臭氧設備的生產既需要較大的固定資產投資和流動資金投入，又需要通過長期的生產製造經驗積累，以保證產品質量、供貨週期並降低生產成本。大型臭氧系統設備需要根據用戶不同的需求量身定製，同時國內的石油、化工、電力等行業所遵循的行業內標準與規範各不相同，不同國家和地區所遵循的標準以及電力條件、 工況條件也有較大差別，需要有針對性的系統設計、生產組裝和出廠檢測，每個環節都有專業化的技術分工，對企業的生產技術能力、生產及時性、生產協調能力等方面都有很高的要求。另外，重要客戶在做出採購決策前，會實地考察企業生產規模、加工設備、檢測設備、質量管理等方面的生產能力。因此，對於一個新進入臭氧行業的企業，生產能力是其面臨的一個重要壁壘。
5、行業市場化程度和競爭格局
臭氧的應用已經有一百多年的歷史，在各個行業被廣泛採用。臭氧市場需求大，國內外均有較多臭氧設備提供商，涵蓋從普通消毒設備到水處理、煙氣處理用的大型高端臭氧設備。隨著臭氧技術的發展，越來越多的臭氧應用方式被研究開發，尤其臭氧在水處理、煙氣處理等環保領域的顯著優勢給掌握臭氧先進技術的企業帶來大量市場機會，越來越多的企業意識到了臭氧的廣闊應用前景，紛紛進入臭氧行業。在中、小型臭氧發生器市場，產品的技術要求不高，進入門檻相對較低，新進入的企業一般從低端的中小型產品做起，參與競爭企業眾多，競爭激烈，競爭手段趨向於以價格競爭為主。大型臭氧發生器製造需要核心臭氧技術的支撐，對設備的穩定性與高效性有很高的要求，目前我國掌握核心臭氧技術的企業不多，掌握高端臭氧技術的企業就更少。客戶在高端應用領域的臭氧設備採購中，對供應商設定了很高的技術條件、規模要求和既往工程業績的要求，進入門檻較高，往往只有包括本公司在內的國內外幾家公司符合參與競爭條件。因此應用在高端領域的大型臭氧設備市場競爭相對規範。
6、行業的供求情況和利潤水平變動
環保政策的支持和臭氧技術的進步使臭氧設備市場需求持續增長。臭氧市場需求的提高，促使大量企業進入臭氧行業，能夠提供中小型臭氧發生器的企業越來越多，尤其是小型臭氧發生器對技術參數和設備運行穩定性的要求不高，行業進入壁壘低，行業競爭越來越激烈，利潤水平下降。大型設備市場由於競爭企業受到技術實力、品牌、既往業績等門檻的制約，整個市場只有少數企業能夠提供合格的產品。在大型臭氧設備和高端應用領域，掌握臭氧製備核心技術的企業不多，前幾年國內對大型臭氧設備的需求基本依賴進口，隨著我國國內企業臭氧技術水平的提高，大型國產臭氧設備在臭氧的高端應用領域成功應用，客戶對國產大型設備的認可程度也越來越高，因成本和服務優勢明顯，國產大型臭氧設備的整體利潤水平呈上升趨勢。長期來看，國家環保標準將不斷提高，環保監管力度會不斷加大，產業升級和產業結構調整也會不斷延伸，行業利潤還將保持較高的水平。
(五)行業與上、下游行業之間的關聯性
臭氧設備製造業在國民經濟產業鏈中處於基礎性地位，產業關聯度高，產品覆蓋面廣，屬於技術密集型行業。
1、行業的上、下游行業
本行業的主要原材料為不鏽鋼材、硅鋼片、玻璃管、釉料、銅材、控制櫃、電氣器件、電子元件、儀器儀表等，不鏽鋼材佔比較大。本行業的主要產品廣泛應用於市政水處理、工業水處理、煙氣處理、精細化工等眾多領域，下游行業主要是市政、石油石化、化工、冶煉、製藥、造紙等行業。
2、上、下游行業對本行業的影響
(1)上游行業的影響。臭氧設備製造所需原材料均為應用比較廣泛的基礎工業原材料，市場供應充分，價格比較穩定，不會成為生產臭氧設備的制約因素。臭氧技術是多學科的綜合性技術，大型臭氧設備都是非標產品，其放電體、變壓器、控制系統、曝氣裝置、配套設備等重要組件都需要企業自己加工製造，臭氧設備製造商如果不能掌握全套的臭氧設備製造和集成技術，需要從外部採購部分關鍵設備，會使企業增加成本並形成技術依賴，可能會成為臭氧設備生產的制約。
(2)下游行業的影響。臭氧設備應用領域廣泛，下游行業眾多、客戶分散，不存在依賴某一行業和某一客戶的現象。 隨著國家環保標準的提高，環保監督力度的加大，產業升級的加速，下游行業對本行業產品的需求預計會得到大幅度的上升，有力的促進本行業的發展。下游行業的處理標準與其自身的發展狀況和產業政策息息相關，下游行業自身及相關環保法規對環保處理的要求將直接影響臭氧設備行業的生產標準，進而影響本行業的發展。
(六)影響行業發展的有利和不利因素
1、有利因素
(1)國家相關產業政策大力支持
本行業作為環保裝備製造業，主要服務於環保行業，受到國家多項政策支持。國家政策對公司所處行業的支持，具體參見本節“二、行業基本情況(二)行業監管體制、主要法律法規及產業政策 2、行業主要法律法規和 3、行業主要政策”。新修訂的《水汙染防治行動計劃》、《大氣汙染防治行動計劃》《生活飲用水衛生標準》、《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》、《火電廠大氣汙染物排放標準》等標準有力的推動了相關的環保技術和產業市場的發展，大型國產臭氧設備在相關領域的成功應用為臭氧設備供應商創造了良好發展空間。國務院發佈的《國務院關於加快培育和發展戰略性新興產業的決定》(國發[2010]32 號)明確將節能環保產業作為現階段重點培育和發展的七大新興產業之一，示範推廣先進環保技術裝備及產品，提升汙染防治水平。發揮國家科技重大專項的核心引領作用，結合實施產業發展規劃，突破關鍵核心技術，加強創新成果產業化，提升產業核心競爭力。《環保裝備“十二五”發展規劃》明確提出要加快研發大型臭氧發生器，國家在“十二五規劃綱要”之“水體汙染控制與治理”中明確將“非玻璃介質大型臭氧發生器設備研製及其產業化”列為重大科技專項。最新發布的《2015年國家先進汙染防治示範技術名錄(水汙染治理領域)》與《2015 年國家鼓勵發展的環境保護技術目錄(水汙染治理領域)》分別將“臭氧催化氧化法制藥廢水深度處理技術”與“非均相催化臭氧氧化深度處理印染廢水技術”列入國家鼓勵發展的環保技術領域。《“十三五”生態環境保護規劃》以提高環境質量為核心，實施最嚴格的環境保護制度，打好大氣、 水、土壤汙染防治三大戰役。《“十三五”生態環境保護規劃》的目標實施由單一目標即總量控制目標、減排目標變成多目標即“生態環境質量改善”、“汙染物排放總量控制”和“生態保護修復”，其中“汙染物排放總量控制”將是我國當前及未來一段時間內環境管理的重要抓手。
(2)國民經濟持續發展，下游行業需求旺盛
自改革開放以來，國民經濟一直保持快速發展，各行業規模快速增長。臭氧設備在市政、石化、化工、造紙、紡織、 製藥、香料等眾多工業領域中都有大量應用，各個行業的用水需求量、廢水排放量、煙氣處理量、精細化工中間體需求量也在逐漸增大，將給臭氧設備提供強大的需求。“十三五”期間的經濟年均增長底線是 6.5%以上，按此增速預計，則 2020 年國內生產總值與城鄉居民人均收入將會比 2010 年翻一番，用水需求、廢水排放量、煙氣處理量也將擴大，從而對臭氧設備的需求亦會大幅增長。
(3)行業技術水平提高，成功應用在多領域，逐漸替代進口高端設備
臭氧製備技術越來越成熟，隨著臭氧濃度和單位臭氧產量的提高，單位臭氧產生能耗的降低，臭氧在水處理、煙氣處理、精細化工等領域的應用成本大幅降低，推動企業積極採用臭氧技術進行相關處理。大型國產臭氧設備的研發成功並在各領域得到應用，在應用中都表現了很強的技術和綜合服務優勢，大大降低了下游企業的設備採購投資。國產臭氧系統設備集成程度提高，在一些高端應用領域作為核心組件發揮重要作用，技術指標已達到或接近國際先進水平，改變了我國高端臭氧設備長期依賴進口的局面，進口臭氧設備已經逐漸被國產臭氧設備替代。
2、不利因素
(1)行業監管體制有待於進一步完善
目前我國臭氧設備製造行業的主管部門為國家發改委、環保部、住建部、衛生部及省、市各級相關部門，但缺乏直接的管理部門，對行業的規範發展需進一步政策支持。
(2)行業競爭環境亟待改善，技術水平有待提高
我國臭氧設備製造行業發展歷史較短，儘管近年來我國在大型臭氧設備技術上不斷取得突破，但和國外相比在技術積累和技術應用上依然存在差距。我國大多的臭氧發生器製造企業規模較小且分散，只能生產中小型臭氧發生器，現代化管理手段匱乏，生產經營管理水平較低， 技術創新不夠，產品和服務質量不盡人意。行業內擁有自主知識產權產品的企業較少，沒有形成良好的行業內的技術交
流和學習平臺。未來隨著優勢企業利用專業化優勢不斷做優做強，其在研發、生產、銷售等方面的綜合競爭實力將得到充分體現，從而提高整個行業的技術水平與盈利能力。
(3)臭氧設備的應用領域有待推廣
臭氧具有消毒殺菌、脫色除臭、精細化工等功能，沒有二次汙染物的產生，在給水處理、汙水處理、煙氣脫硝、化工中間體等行業的應用有非常好的效果，對部分其他技術具有很強的替代作用。臭氧在紙漿漂泊、廢舊輪胎回收等領域都有潛在的需求，在國外已開始採用臭氧技術處理，但受國內臭氧應用技術發展水平的限制，國內還沒有完全開發出其應用技術，國外廠商利用技術和品牌優勢對產品定價過高，限制了臭氧設備在多個行業中的應用。隨著環保政策標準的提高和我國臭氧製造及應用技術的進步，臭氧設備開始在多個行業應用，但應用還不夠普遍，技術不能得到大面積推廣，相對限制了臭氧設備市場的發展。
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