在日前举行的“2026水润密云：生态环境高水平保护实现产业高质量发展大会”上，哈尔滨工业大学环境学院院长梁恒教授发表了题为“‘十五五’水处理技术趋势与产业化路径”的专题演讲。演讲以深刻的行业洞察和前瞻性的技术视角，系统梳理了中国水处理行业在“十四五”期间取得的成就与面临的挑战，并对即将到来的“十五五”时期的技术创新方向与产业变革路径进行了全面而深入的阐述。
哈尔滨工业大学环境学院院长、教授梁恒
“十四五”中国水处理行业发展态势
梁恒教授首先回顾了“十四五”期间中国水处理行业的整体发展态势。他指出，尽管这一时期国内外经济环境复杂严峻，面临新冠疫情冲击、房地产市场调整等多重压力，但中国的水处理市场展现出了强大的韧性和稳健的增长动力。这一成绩的取得，与国家层面坚定不移的生态文明建设战略和一系列精准有力的产业政策密不可分。
《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》的出台，显著提升了污水处理标准和再生水利用率的要求，为MBR、双膜法等高效膜技术的广泛应用开辟了广阔市场。《海水淡化利用发展行动计划（2021—2025年）》则明确了反渗透膜作为海水淡化的主流技术地位，有力推动了关键膜材料与装备的自主研发与产业化进程。同时，《“十四五”循环经济发展规划》强调工业用水的循环利用，促使膜技术深度渗透至化工、石化等高耗水行业，向废水零排放的目标迈进。在地方层面，各级地方政府也将膜技术作为实现区域水环境质量目标和保障水安全的核心手段，形成了自上而下的强大政策合力。
梁恒教授特别提到，以膜法水处理为例，其市场规模在政策与市场的双轮驱动下持续扩大，至2024年已达到约3091.8亿元人民币，年均复合增长率接近12%，这充分印证了技术驱动产业发展的强大逻辑。
在技术发展层面，梁恒教授用“领跑、并跑、跟跑”三个关键词，形象概括了当前中国膜法水处理技术在全球坐标系中所处的方位。在部分领域，中国已实现了从追赶到领先的跨越。例如，针对中国复杂多样的水源水质，中国研发和应用的低压膜组合净水工艺体系是全球最复杂、规模最大的，市政与农村饮用水处理、MBR市政污水处理总规模已近五千万吨/日，处于绝对的“领跑”地位。在膜污染预测与绿色阻控技术方面，由于面临全球最严峻的污染挑战，中国的相关研究与实践也走在了世界前列。在“并跑”阵营中，纳滤膜组合净水技术已实现大规模工程应用，建成了世界最大的纳滤自来水厂；MABR技术也逐步打破了国外垄断，开始了国产化进程。然而，在诸如多级膜法高品质水回用、膜法超纯水制备等尖端领域，中国仍处于“跟跑”阶段，需要持续学习与追赶。
面对成绩，梁恒教授列出了当前行业面临的几大“卡脖子”问题：首先，核心高端膜材料、专用药剂仍未完全实现自主可控，原创性、颠覆性的材料创新尚显不足。其次，对膜污染微观机理的认识仍需深化，实现经济、高效、绿色的污染控制仍是行业难题。第三，部分膜工艺，尤其是反渗透海水淡化等高能耗过程，其能耗水平与“双碳”战略目标要求尚有差距。最后，行业的智能化水平整体偏低，许多所谓的“智慧水务”仍停留在数据展示与简单联动阶段，未能真正实现基于人工智能的预测性维护与全局优化调度。这些挑战，正是“十五五”期间需要集中力量攻关的重点方向。
“十五五”水处理行业两大变革
基于对现状的深刻剖析，梁恒教授将目光投向了未来。他认为，“十五五”期间，水处理行业将发生两大根本性范式转变。
第一大转变是从“末端治理”转向“资源循环”。 未来的水处理设施将不再仅仅是污染的清除者，更是水资源、能源和有价物质的回收中心。从废水中同步回收高品质再生水、生物质能源（如甲烷）、以及氮、磷、锂、碳源等资源，将成为技术发展的核心目标，推动水处理厂向“水资源工厂”和“城市矿山”转型。
第二大转变是从“经验驱动”转向“智慧赋能”。 随着物联网、数字孪生、人工智能等技术的成熟，构建具有全息感知、智能决策和自主优化能力的智慧水处理系统将成为可能。这类系统能够实时感知运行状态，通过算法模型自主寻找能耗、药耗、产水通量的最佳平衡点，实现预测性维护，最终达到“优质产水、近零运维、成本最优”的智慧化运营新高度。
“十五五”水处理行业四大创新方向
为了支撑这两大趋势，梁恒教授重点展望了膜法水处理技术在未来五年的四大创新方向。
方向一，是膜材料本身的革新。 材料基因组学与人工智能的结合，将实现从“试错法”到“理性设计”的跨越。科学家可以像设计药物一样，根据目标分离性能（如对特定离子的高选择性），通过计算模拟逆向设计和筛选最优的膜材料分子结构。同时，向自然学习，模仿细胞膜上水通道蛋白的精巧结构，设计下一代仿生膜，有望在提升水通量的同时实现离子的精准筛分。
方向二，是面向多元场景的膜工艺创新与系统集成。 未来膜工艺将更加“多功能”和“低碳化”。例如，开发将催化活性位点直接构筑在膜表面的“催化膜”，实现过滤、分离与降解污染物的原位协同，特别适用于难降解工业废水处理。针对高盐废水，正渗透（FO）等利用渗透压差驱动的低能耗膜工艺将找到其最佳应用场景，实现高倍浓缩与资源回收。此外，面向盐湖、海水提锂等国家战略需求，开发多价离子选择性分离的特种膜工艺，将为战略性矿产资源的安全供给提供技术保障。
方向三，是深化水循环与资源化利用。 这包括将膜分离与厌氧发酵等生物过程深度耦合，构建水、能、资源协同回收的新范式；发展基于多膜协同的全膜法零排放工艺，实现废水中的水资源全回用与盐类的分质结晶回收；以及建立完善的废旧膜元件回收、分级再生与资源化体系，解决膜产业自身的可持续发展问题，践行循环经济理念。
方向四，是全面拥抱智慧化。 开发内嵌传感器的“智能膜组件”，实时监测膜污染与性能衰减；构建与物理系统同步映射、交互反馈的“膜系统数字孪生体”；利用机器学习算法预测污染趋势，动态优化反洗、化学清洗策略，最终实现整个膜系统药耗与能耗的动态全局最优化调度。
“十五五”水处理行业四条变革路径
技术的蓝图需要坚实的产业化路径来承载。梁恒教授最后从产业生态构建的角度，提出了四条关键变革路径。
路径一，是构建以复合型人才为核心的人才链。 未来的水处理工程师不能再局限于传统的给排水知识，必须成为精通化学、材料科学、微生物学、数据科学与人工智能的“十字型”人才，才能驾驭日益复杂和智能化的水系统。
路径二，是推动商业模式从“产品/工程供应商”向“长期综合运营服务商”转型。 企业需要从关注一次性销售，转向为客户提供涵盖设计、建设、运营、维护乃至投融资的全生命周期服务与长效价值承诺，这既是市场需求，也是产业升级的必然。
路径三，是强化全产业链协同创新。 以膜产业为例，需要上游的基础材料（聚合物、陶瓷前驱体、特种树脂）、中游的膜元件与装备制造、下游的工程应用与运营服务紧密联动，形成创新合力，共同攻克关键瓶颈，提升整体竞争力。
路径四，是不断拓展市场的边界。 既要深耕存量市场，通过技术升级让现有的自来水厂、污水处理厂变得更低碳、更节能、更智慧；也要勇拓增量市场，将膜技术应用于农业节水灌溉、苦咸水地区饮水保障、战略矿产资源绿色开发（如盐湖提锂、海水提铀）等新领域，并积极响应“一带一路”倡议，推动中国先进的水处理技术、装备与服务走向世界。
本文根据梁恒在“2026水润密云：生态环境高水平保护实现产业高质量发展大会”的发言整理，文章未经本人审核确认。
