在前几期碳中和案例回溯专栏中,我们剖析了芬兰污水处理厂的成功经验,总结了荷兰NEWs概念与措施,分析了德国污水处理厂能源中和与碳中和的成功案例,以及奥地利污水处理厂能源中和之策略。这些案例展示了如何通过创新技术实现水体治理与能效提升。然而,这些欧洲水厂进水有机质浓度远高于国内水平。
那么,在中国这样低进水有机质浓度背景下,有没有相关的案例值得学习?本期我们将介绍美国Sheboygan污水处理厂,它的进水有机质浓度与国内相当,但通过“开源”与“节流”并举,实现了较高的能量回收效率。
01、工艺概况与处理效果
Sheboygan污水处理厂始建于1982年,位于美国威斯康辛州。为了响应美国对碳中和目标,该厂早已加入“威斯康辛聚焦能源(Wisconsin Focus on Energy, FOE)”项目,确立了“能源零消耗”的运行目标。
该厂采用传统活性污泥法工艺,并在2000年进行了一次重要升级改造。在原有活性污泥法基础上增加了生物营养物去除(BNR)单元,使其形成了一套以A/O工艺为蓝本并结合初次沉淀、剩余污泥 水解-酸化、 污泥浓缩于一体 的创新工艺。
该厂初始设计流量规模为7×104m3/d,服务人口为86 500人。2012年及2013年的平均进出水质量见表1,其平均流量分别为3.7×104及4.0×104m3/d。
02、能源中和措施
Sheboygan能够逼近能源中和运行,是由于其能量上的“节流”与“开源”措施。
"节流"——设备优化升级
由于提升泵等设备能耗占比最大,该厂从2005年开始进行了一系列升级改造,如更新机械设备、高效控制系统等,以减少能耗。
03、总结
Sheboygan经验表明,即使是低进水BOD5水平也难以仅依靠自身节约达到碳中和,而需考虑其他途径如余热回收。此外,由于引入外部有机废物共消化可能被视作伪劝导,因此中国应探索更有效且可持续的手段来实现这一目标。