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策略。这些案例都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，有没有相关的案例可以学习？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，甚至不足230 mg/L。但是，该厂通过“开源”与“节流”并举，从2013年开始实现产电量与耗电量比值达90%~115%，产热量与耗热量比值达85%~90%，已逼近能源中和运行目标。本期我们将重点剖析该厂在能源开源与节流方面的措施，以及其逼近能源中和运行之成功经验。
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，为响应美国water环境研究基金会（WERF）至2030年所有污水处理厂均要实现碳中和运行目标，该厂早在2002年便加入“威斯康辛聚焦能源(Wisconsin Focus on Energy, FOE)”项目，确立了“零消耗”的运行目标及实施计划。
该工艺采用传统活性污泥法，并进行了一系列升级改造，在原有的活性污泥法基础上增加生物营养物去除（BNR）单元形成一套以A/O工艺为蓝本并结合初次沉淀、剩余污泥分解-酸化、再生利用于一体的创新工艺完成生物脱氮除磷。具体流程见图1。
02、能源开源措施
Sheboygan污水处理厂能够接近能效优化，其关键在于其能量上的“节流”以及设备上的“开源”。
"节流"——设备优化升级
由于提升回收及曝气设备能耗占总能耗最大比例，该机构从2005年开始先后进行了一系列升级改造包括更新机械设备安装气流量控制阀更新消化池加热设备升级智能控制系统等具体措施见表2。
"开源"——热电联产+厌氧共消化
该机构意识到通过剩余废物共消化可大幅提高生物气产生，同时CH4比例得到相应提高从而提高能效使其达到能效开放状态投加食品制造残留物TSS均小于10 000 mg/L BOD5数值如表3所示。
03、总结
Sheboygan 污 水 处 理 厂 能 力 自 给 率 达 到 90% 熱 能 自 给 率 达 到 85% 已 逼 近 能 源 中 和 运 行 目 标 本文详细分析了该种场景下的精细管理实践指出了当前实际情况可能存在的问题并提出解决方案。
