我國城鎮污水處理目前普遍陷入升級指標嚴格、改造時間緊迫、改造資金匱乏、管網建設滯后等困境時，增加投資、提高污水處理收費價格是權宜之計，科技創新才是其根本出路。由無錫市禾木源環保科技有限公司自主研發的城鎮生活污水生態能處理新技術系統（以下簡稱ARES系統），以其改造投資少、施工周期短、運營成本低、應用效果好等明顯的性價比優勢，異軍突起，創造出了與各類傳統工藝層次不同的技術經濟差異，破解城鎮污水處理過程中的水質提升、中水回用、污泥處置、投資回報、資源回收、綜合治理等眾多難題，對城鎮生活污水處理具有重大現實意義和深遠歷史意義。
一、以技術創新破解各類傳統工藝的提升瓶頸
1、比較分析。目前我國城市處理技術基本可分為活性污泥法和生物膜法兩類，都具有一定的應用功能和實用價值，但在水質升級、中水回用、污泥無害化處理和消除廠區臭味新的要求下，傳統工藝都需要延長原有工藝路線和附加新工藝補充加以滿足，一路做加法導致眾多難解問題的出現，如增加改造投資、土建擴容、裝備耗材、運營成本等，其投資回報周期也將延長；而ARES系統一路做減法，減投資、容積、裝備、耗材、成本、周期等，全面達到國家在新形勢下高標準的指標要求，破解數項傳統工藝在標準提升、水質提高和杜絕次生污染過程中難以逾越的技術瓶頸。
2、應用效果。ARES系統經過山東濟寧日處理20萬噸應用工程兩年多成功運行案例驗證，能夠實現城鎮生活污水廠的中水無毒、污泥無害和廠區無味，達到優于國標一級A排放、中水有經濟價值規模回用和污泥不需要再做無害化處理；應用工程企業改變數次改造不達標的尷尬局面，于2013年度榮獲業界全國十佳企業稱號。
3、技術指標：COD＜30、BOD＜6、氨氮＜0.5、總磷＜0.3、總氮＜8，其中氨氮＜0.5達到地表二類水標準，除總氮略高于地表四類水外，各項指標均達到地表四類水指標要求，全面滿足國務院2013（36號）文件消除劣五類水體排放、中水回用20%以上和污泥無害化處理70%左右的指標要求。
4、基本原理。ARES系統機理上模仿自然界的微生態平衡原理，利用生物能量，構造了一個能量轉化和生物鏈循環體系，通過地球分解者的微生物食物鏈搭技術，讓有機污染物向無機物轉態，讓污水中高能的物質逐步實現能量被卸載，從而達成低能化的穩定狀態，由此實現生態系統的回歸；ARES系統運用物理和生物等復合工藝多重交叉技術，在環境工學及流體力學的合理組合之下，讓絕對好氧生物、絕對厭氧生物、兼氧生物、有條件好氧、厭氧微生物共存，同時完成硝化、反硝化、降磷、脫硫等復雜工藝過程，完成對水(污水)、泥(有機物)、氣(臭味)、揮發性有機物、蛻化微生物、多種類毒素的同時分解，將有機（化合物）污染源徹底消解。
5、核心技術。ARES系統的三項核心技術為光化復合材料、生物擔體和生物酶制劑；其產品形態為由光化復合材料、生物擔體和不銹鋼保護層構成光化處理器，安裝于光化池（相當于氧化溝工藝日處理規模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），按污水廠日處理規模原則配置；生物酶制劑為通過長周期發酵獲取的多種生物催化劑，原則按不同水質和工藝的配方進行年度投放；在ARES系統作用下，在生活污水污泥中培養出中間微生物大量吞噬污水中的污泥，進而達到提高污水廠中水水質，消減污泥有機質，消除廠區臭味的功效；ARES系統申報多項國家發明專利，得到多位中國工程院院士和國家節能中心專家組的好評，日處理20萬噸應用工程已通過科技成果鑒定。
6、工藝流程。ARES系統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計光化池內（僅限于氧化溝工藝）和原有工藝池內，在池內創新技術系統的綜合作用下，賦予剩余污泥新能量和強化后活性，再按不同比例回送各工藝段，進而達到使原處理系統整體性高效和穩定運行的應用效果。
二、以技術創新破解城鎮污水處理的眾多難題
1、消減氨氮。氨氮是污水處理廠產生中水帶毒、污泥有害和廠區臭味的根源和處理難點；ARES運用高科技生物手段，在不投放任何化學添加劑的前提下，將氨氮大幅度降到0.5毫克升，已經達到地表二類水排放水準，其結果令人矚目，創業內先河。
2、減除污泥。污泥中毒素累積比重超過污水總毒素50%以上，對環境短期、長期風險都有巨大的影響；ARES可以使生活污水處理廠污泥消減50%不出池，且同步使污泥有機質減少90%以上，已無需再做深度處理，進而節省大量污泥的治理投資和運行成本。
3、中水回用。中水回用是水資源生態循環最為重要的基礎，也是業內的追求和發展方向；ARES生活污水的中水回用率可達90%以上，滿足一般性工業、城市綠化和農業用水的規模回用的廣泛需求，也將為污水處理企業創造效益倍增的基本條件。
4、消除臭味。傳統工藝污水處理程度不同都有季節性臭味產生，廠區人員和周邊百姓苦不堪言，群發事件頻發，國家至今也沒有行業標準要求處置；ARES系統同步消除廠區臭味污染，為周邊民眾排憂解難，也為區域環境治理出了一方清潔的空間。
5、縮短周期。傳統工藝的升級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個月甚至更長的時間；ARES系統除三北地區冬季外僅需要3個月時間；公司規劃區域菌劑中心建立后，施工周期有望進一步縮短到10-15天（氧化溝工藝因需要建設光化池除外）；ARES系統還能夠做到不停水施工。
6、綜合治理。污水處理行業歷史上形成的重水輕泥、費用倒掛、單項治理、守法比違法成本高、次生污染普遍等問題，影響環境生態安全和民生基本保障；ARES系統使用有別于傳統工藝化學制劑的純天然材料，不僅是技術上的創新成果，其綜合治理的多重功效更是在應用效果上取得的突破性的變革和顛覆性的革命。
三、以技術創新破解污水處理投資回報的屏障
1、節省投資。傳統工藝實施高標準的改造工程，需要水質升級、深度處理和污泥無害化處理三項工程，按設計處理量噸水投資2500元左右（以下均為人民幣），改造投資較大；而ARES系統僅需要噸水投資800元，僅相當于傳統工藝的32%。
2、減少容積。傳統工藝實施高標準的改造工程，需要征地擴建和較長施工周期，在相當地區幾乎無法實現；而ARES系統由于高效能，其平均水力時間僅為6-8小時，能夠節省各類工藝20-30%容積，不僅不需要征地擴建，節省面積還可以為擴容創造條件。
3、降低成本。ARES系統降低了電耗、耗材、人工費用和污泥深度處理的各項處置費用，能夠降低直接運營成本20-30%左右（SBR和CASS工藝降低20%左右），不僅為減輕民眾負擔，不增加水費支出創造條件，也為企業運營收益奠定了一定的基礎。
4、中水回用。90%以上高標準、穩定持續的達標中水回用可廣泛應用于一般性工業冷卻循環的規模回用，猶如以往通信行業的雙向收費，不僅可以為污水處理企業倍增經濟效益創造條件，也將為企業爭取政府鼓勵中水回用的政策性補貼創造條件。
5、互通兼容。傳統工藝基于其工藝技術的特點和差異，兼容和融合不易；而ARES系統具有明顯地通用和包容性，與現行各類工藝技術均具有互通共容、互助增效的特性，既不影響原有工藝基本布局和前期投入，其旁路設計也提高了應用的安全程度。
6、提高回報。ARES系統含中水回用收益的改造工程，其改造項目投資回報期僅為三年左右；年度投資30%以上的回報，遠高于社會平均投資回報水準，將打造出嶄新的投資價值洼地，吸引社會資本為逐利進入污水治理行業，為行業技改升級改善投資環境。
四、以技術創新破解污水資源化回用歷史命題
1、中國缺水。水是人類的生存底線，是經濟發展和社會進步的生命線，也是實現可持續發展的重要物質基礎；目前我國水資源問題十分嚴峻，全國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家之一；全國50%的城市缺水，25%嚴重缺水，水荒制約經濟和社會發展；國內四大流域整體污染已成常態，7大水系的26%和9大湖泊的78%均為連農業用水都不行的五類和劣五類水質，70%的水污染是城鎮污水造成的，中國的水污染不是天災而是人禍；中國水環境承載能力已經成為國家發展的重大課題。
2、資源命題。水利部部長陳雷表示，中國水資源需要多種措施開源，特別是要利用好非常規水資源，污水處理以后的中水回用利用潛力非常大，現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，僅相當于1/10（如果全部回用相當于城市供水總量的65%）；還有遍及國內相當地區觸目驚心的地下水位嚴重下降，北方一些地區有水皆污、有河皆干，地下水嚴重超采，甚至枯竭；中水回用已經成為資源再利用、生態循環和國家發展戰略的重要資源。具體參見更多相關技術文檔。
3、資源利用。中國水資源的回收和利用，不是沒有進入國家領導層視野和關注，而是長期以來的產業政策偏失、行業標準過低、長期積重難返，解決問題需要頂層設計、系統規劃、巨量投資且量力而行，但根本的出路在于科技創新和政策扶植；ARES系統的應用推廣就遇到傳統觀念的影響、行業現行標準的屏障、舊技術體系的排斥、責任風險的擔當、利益集團的侵擾、中介環節的脆弱、企業融資困難等系列問題，嚴重制約技術創新型企業的規模和迅速發展及其為產業升級提供的專業服務，公司渴望得到國家有關部門給予切實、有效的幫助和支持。
