我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理目前普遍陷入升級(jí)指標(biāo)嚴(yán)格、改造時(shí)間緊迫、改造資金匱乏、管網(wǎng)建設(shè)滯后等困境時(shí)，增加投資、提高污水處理收費(fèi)價(jià)格是權(quán)宜之計(jì)，科技創(chuàng)新才是其根本出路。由無(wú)錫市禾木源環(huán)保科技有限公司自主研發(fā)的城鎮(zhèn)生活污水生態(tài)能處理新技術(shù)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱ARES系統(tǒng)），以其改造投資少、施工周期短、運(yùn)營(yíng)成本低、應(yīng)用效果好等明顯的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，異軍突起，創(chuàng)造出了與各類傳統(tǒng)工藝層次不同的技術(shù)經(jīng)濟(jì)差異，破解城鎮(zhèn)污水處理過(guò)程中的水質(zhì)提升、中水回用、污泥處置、投資回報(bào)、資源回收、綜合治理等眾多難題，對(duì)城鎮(zhèn)生活污水處理具有重大現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)歷史意義。
一、以技術(shù)創(chuàng)新破解各類傳統(tǒng)工藝的提升瓶頸
1、比較分析。目前我國(guó)城市處理技術(shù)基本可分為活性污泥法和生物膜法兩類，都具有一定的應(yīng)用功能和實(shí)用價(jià)值，但在水質(zhì)升級(jí)、中水回用、污泥無(wú)害化處理和消除廠區(qū)臭味新的要求下，傳統(tǒng)工藝都需要延長(zhǎng)原有工藝路線和附加新工藝補(bǔ)充加以滿足，一路做加法導(dǎo)致眾多難解問(wèn)題的出現(xiàn)，如增加改造投資、土建擴(kuò)容、裝備耗材、運(yùn)營(yíng)成本等，其投資回報(bào)周期也將延長(zhǎng)；而ARES系統(tǒng)一路做減法，減投資、容積、裝備、耗材、成本、周期等，全面達(dá)到國(guó)家在新形勢(shì)下高標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求，破解數(shù)項(xiàng)傳統(tǒng)工藝在標(biāo)準(zhǔn)提升、水質(zhì)提高和杜絕次生污染過(guò)程中難以逾越的技術(shù)瓶頸。
2、應(yīng)用效果。ARES系統(tǒng)經(jīng)過(guò)山東濟(jì)寧日處理20萬(wàn)噸應(yīng)用工程兩年多成功運(yùn)行案例驗(yàn)證，能夠?qū)崿F(xiàn)城鎮(zhèn)生活污水廠的中水無(wú)毒、污泥無(wú)害和廠區(qū)無(wú)味，達(dá)到優(yōu)于國(guó)標(biāo)一級(jí)A排放、中水有經(jīng)濟(jì)價(jià)值規(guī)模回用和污泥不需要再做無(wú)害化處理；應(yīng)用工程企業(yè)改變數(shù)次改造不達(dá)標(biāo)的尷尬局面，于2013年度榮獲業(yè)界全國(guó)十佳企業(yè)稱號(hào)。
3、技術(shù)指標(biāo)：COD＜30、BOD＜6、氨氮＜0.5、總磷＜0.3、總氮＜8，其中氨氮＜0.5達(dá)到地表二類水標(biāo)準(zhǔn)，除總氮略高于地表四類水外，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到地表四類水指標(biāo)要求，全面滿足國(guó)務(wù)院2013（36號(hào)）文件消除劣五類水體排放、中水回用20%以上和污泥無(wú)害化處理70%左右的指標(biāo)要求。
4、基本原理。ARES系統(tǒng)機(jī)理上模仿自然界的微生態(tài)平衡原理，利用生物能量，構(gòu)造了一個(gè)能量轉(zhuǎn)化和生物鏈循環(huán)體系，通過(guò)地球分解者的微生物食物鏈搭技術(shù)，讓有機(jī)污染物向無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)態(tài)，讓污水中高能的物質(zhì)逐步實(shí)現(xiàn)能量被卸載，從而達(dá)成低能化的穩(wěn)定狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的回歸；ARES系統(tǒng)運(yùn)用物理和生物等復(fù)合工藝多重交叉技術(shù)，在環(huán)境工學(xué)及流體力學(xué)的合理組合之下，讓絕對(duì)好氧生物、絕對(duì)厭氧生物、兼氧生物、有條件好氧、厭氧微生物共存，同時(shí)完成硝化、反硝化、降磷、脫硫等復(fù)雜工藝過(guò)程，完成對(duì)水(污水)、泥(有機(jī)物)、氣(臭味)、揮發(fā)性有機(jī)物、蛻化微生物、多種類毒素的同時(shí)分解，將有機(jī)（化合物）污染源徹底消解。
5、核心技術(shù)。ARES系統(tǒng)的三項(xiàng)核心技術(shù)為光化復(fù)合材料、生物擔(dān)體和生物酶制劑；其產(chǎn)品形態(tài)為由光化復(fù)合材料、生物擔(dān)體和不銹鋼保護(hù)層構(gòu)成光化處理器，安裝于光化池（相當(dāng)于氧化溝工藝日處理規(guī)模3%的容積，SBR、CASS和A2O工藝均不需要光化池，直接安裝原工藝池內(nèi)），按污水廠日處理規(guī)模原則配置；生物酶制劑為通過(guò)長(zhǎng)周期發(fā)酵獲取的多種生物催化劑，原則按不同水質(zhì)和工藝的配方進(jìn)行年度投放；在ARES系統(tǒng)作用下，在生活污水污泥中培養(yǎng)出中間微生物大量吞噬污水中的污泥，進(jìn)而達(dá)到提高污水廠中水水質(zhì)，消減污泥有機(jī)質(zhì)，消除廠區(qū)臭味的功效；ARES系統(tǒng)申報(bào)多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，得到多位中國(guó)工程院院士和國(guó)家節(jié)能中心專家組的好評(píng)，日處理20萬(wàn)噸應(yīng)用工程已通過(guò)科技成果鑒定。
6、工藝流程。ARES系統(tǒng)在不改變污水處理廠各類原工藝的前題下，利用各污水廠后端活性弱化并擬排放的剩余污泥，將其回抽到做為旁路設(shè)計(jì)光化池內(nèi)（僅限于氧化溝工藝）和原有工藝池內(nèi)，在池內(nèi)創(chuàng)新技術(shù)系統(tǒng)的綜合作用下，賦予剩余污泥新能量和強(qiáng)化后活性，再按不同比例回送各工藝段，進(jìn)而達(dá)到使原處理系統(tǒng)整體性高效和穩(wěn)定運(yùn)行的應(yīng)用效果。
二、以技術(shù)創(chuàng)新破解城鎮(zhèn)污水處理的眾多難題
1、消減氨氮。氨氮是污水處理廠產(chǎn)生中水帶毒、污泥有害和廠區(qū)臭味的根源和處理難點(diǎn)；ARES運(yùn)用高科技生物手段，在不投放任何化學(xué)添加劑的前提下，將氨氮大幅度降到0.5毫克升，已經(jīng)達(dá)到地表二類水排放水準(zhǔn)，其結(jié)果令人矚目，創(chuàng)業(yè)內(nèi)先河。
2、減除污泥。污泥中毒素累積比重超過(guò)污水總毒素50%以上，對(duì)環(huán)境短期、長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)都有巨大的影響；ARES可以使生活污水處理廠污泥消減50%不出池，且同步使污泥有機(jī)質(zhì)減少90%以上，已無(wú)需再做深度處理，進(jìn)而節(jié)省大量污泥的治理投資和運(yùn)行成本。
3、中水回用。中水回用是水資源生態(tài)循環(huán)最為重要的基礎(chǔ)，也是業(yè)內(nèi)的追求和發(fā)展方向；ARES生活污水的中水回用率可達(dá)90%以上，滿足一般性工業(yè)、城市綠化和農(nóng)業(yè)用水的規(guī)模回用的廣泛需求，也將為污水處理企業(yè)創(chuàng)造效益倍增的基本條件。
4、消除臭味。傳統(tǒng)工藝污水處理程度不同都有季節(jié)性臭味產(chǎn)生，廠區(qū)人員和周邊百姓苦不堪言，群發(fā)事件頻發(fā)，國(guó)家至今也沒(méi)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求處置；ARES系統(tǒng)同步消除廠區(qū)臭味污染，為周邊民眾排憂解難，也為區(qū)域環(huán)境治理出了一方清潔的空間。
5、縮短周期。傳統(tǒng)工藝的升級(jí)改造由于征地土建和裝備安裝等因素影響，施工周期一般都需要9個(gè)月甚至更長(zhǎng)的時(shí)間；ARES系統(tǒng)除三北地區(qū)冬季外僅需要3個(gè)月時(shí)間；公司規(guī)劃區(qū)域菌劑中心建立后，施工周期有望進(jìn)一步縮短到10-15天（氧化溝工藝因需要建設(shè)光化池除外）；ARES系統(tǒng)還能夠做到不停水施工。
6、綜合治理。污水處理行業(yè)歷史上形成的重水輕泥、費(fèi)用倒掛、單項(xiàng)治理、守法比違法成本高、次生污染普遍等問(wèn)題，影響環(huán)境生態(tài)安全和民生基本保障；ARES系統(tǒng)使用有別于傳統(tǒng)工藝化學(xué)制劑的純天然材料，不僅是技術(shù)上的創(chuàng)新成果，其綜合治理的多重功效更是在應(yīng)用效果上取得的突破性的變革和顛覆性的革命。
三、以技術(shù)創(chuàng)新破解污水處理投資回報(bào)的屏障
1、節(jié)省投資。傳統(tǒng)工藝實(shí)施高標(biāo)準(zhǔn)的改造工程，需要水質(zhì)升級(jí)、深度處理和污泥無(wú)害化處理三項(xiàng)工程，按設(shè)計(jì)處理量噸水投資2500元左右（以下均為人民幣），改造投資較大；而ARES系統(tǒng)僅需要噸水投資800元，僅相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝的32%。
2、減少容積。傳統(tǒng)工藝實(shí)施高標(biāo)準(zhǔn)的改造工程，需要征地?cái)U(kuò)建和較長(zhǎng)施工周期，在相當(dāng)?shù)貐^(qū)幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)；而ARES系統(tǒng)由于高效能，其平均水力時(shí)間僅為6-8小時(shí)，能夠節(jié)省各類工藝20-30%容積，不僅不需要征地?cái)U(kuò)建，節(jié)省面積還可以為擴(kuò)容創(chuàng)造條件。
3、降低成本。ARES系統(tǒng)降低了電耗、耗材、人工費(fèi)用和污泥深度處理的各項(xiàng)處置費(fèi)用，能夠降低直接運(yùn)營(yíng)成本20-30%左右（SBR和CASS工藝降低20%左右），不僅為減輕民眾負(fù)擔(dān)，不增加水費(fèi)支出創(chuàng)造條件，也為企業(yè)運(yùn)營(yíng)收益奠定了一定的基礎(chǔ)。
4、中水回用。90%以上高標(biāo)準(zhǔn)、穩(wěn)定持續(xù)的達(dá)標(biāo)中水回用可廣泛應(yīng)用于一般性工業(yè)冷卻循環(huán)的規(guī)模回用，猶如以往通信行業(yè)的雙向收費(fèi)，不僅可以為污水處理企業(yè)倍增經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造條件，也將為企業(yè)爭(zhēng)取政府鼓勵(lì)中水回用的政策性補(bǔ)貼創(chuàng)造條件。
5、互通兼容。傳統(tǒng)工藝基于其工藝技術(shù)的特點(diǎn)和差異，兼容和融合不易；而ARES系統(tǒng)具有明顯地通用和包容性，與現(xiàn)行各類工藝技術(shù)均具有互通共容、互助增效的特性，既不影響原有工藝基本布局和前期投入，其旁路設(shè)計(jì)也提高了應(yīng)用的安全程度。
6、提高回報(bào)。ARES系統(tǒng)含中水回用收益的改造工程，其改造項(xiàng)目投資回報(bào)期僅為三年左右；年度投資30%以上的回報(bào)，遠(yuǎn)高于社會(huì)平均投資回報(bào)水準(zhǔn)，將打造出嶄新的投資價(jià)值洼地，吸引社會(huì)資本為逐利進(jìn)入污水治理行業(yè)，為行業(yè)技改升級(jí)改善投資環(huán)境。
四、以技術(shù)創(chuàng)新破解污水資源化回用歷史命題
1、中國(guó)缺水。水是人類的生存底線，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的生命線，也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)；目前我國(guó)水資源問(wèn)題十分嚴(yán)峻，全國(guó)人均擁有量是全球平均水平的四分之一，世界排名110位，是全球水資源最貧乏國(guó)家之一；全國(guó)50%的城市缺水，25%嚴(yán)重缺水，水荒制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展；國(guó)內(nèi)四大流域整體污染已成常態(tài)，7大水系的26%和9大湖泊的78%均為連農(nóng)業(yè)用水都不行的五類和劣五類水質(zhì)，70%的水污染是城鎮(zhèn)污水造成的，中國(guó)的水污染不是天災(zāi)而是人禍；中國(guó)水環(huán)境承載能力已經(jīng)成為國(guó)家發(fā)展的重大課題。
2、資源命題。水利部部長(zhǎng)陳雷表示，中國(guó)水資源需要多種措施開(kāi)源，特別是要利用好非常規(guī)水資源，污水處理以后的中水回用利用潛力非常大，現(xiàn)在每年城市供水總量是507.9億立方米，污水處理量331億立方米，但是中水回用的量只有33億立方米，僅相當(dāng)于1/10（如果全部回用相當(dāng)于城市供水總量的65%）；還有遍及國(guó)內(nèi)相當(dāng)?shù)貐^(qū)觸目驚心的地下水位嚴(yán)重下降，北方一些地區(qū)有水皆污、有河皆干，地下水嚴(yán)重超采，甚至枯竭；中水回用已經(jīng)成為資源再利用、生態(tài)循環(huán)和國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的重要資源。具體參見(jiàn)更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3、資源利用。中國(guó)水資源的回收和利用，不是沒(méi)有進(jìn)入國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)層視野和關(guān)注，而是長(zhǎng)期以來(lái)的產(chǎn)業(yè)政策偏失、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低、長(zhǎng)期積重難返，解決問(wèn)題需要頂層設(shè)計(jì)、系統(tǒng)規(guī)劃、巨量投資且量力而行，但根本的出路在于科技創(chuàng)新和政策扶植；ARES系統(tǒng)的應(yīng)用推廣就遇到傳統(tǒng)觀念的影響、行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的屏障、舊技術(shù)體系的排斥、責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)的擔(dān)當(dāng)、利益集團(tuán)的侵?jǐn)_、中介環(huán)節(jié)的脆弱、企業(yè)融資困難等系列問(wèn)題，嚴(yán)重制約技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)的規(guī)模和迅速發(fā)展及其為產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供的專業(yè)服務(wù)，公司渴望得到國(guó)家有關(guān)部門(mén)給予切實(shí)、有效的幫助和支持。
