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。这些欧洲案例虽然令人啧啧称奇，但不可否认的是，它们的进水有机质浓度远高于国内水平。那么基于国内水厂“巧妇难为无米之炊”的窘状，我们是否能找到相关案例进行学习？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。
通过“开源”与“节流”并举，该厂于2013年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。本文将详细介绍该厂工艺流程，并重点剖析其在能源开源与节流方面的措施，以及总结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，是位于美国威斯康辛州的一家重要设施，为响应美国水环境研究基金会（WERF）至2030年所有污水处理厂均要实现碳中和运行的目标，该厂早在2002年便加入了“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。
该工艺采用传统活性污泥法，与其他设备共同形成了一套以A/O工艺为蓝本并结合初次沉淀、剩余污泥去除营养物—酸化、再生一体化创新工艺，以完成生物脱氮除磷。此外，该工程还包括改造提升泵站、新安装气流量控制阀等关键升级措施。
02、能源管理措施
Sheboygan污水处理厂能够逼近ENERGY STAR认证标准，其能效优化主要体现在两个方面：设备优化升级以及热电联产技术应用。
设备优化升级：为了提高能效率，该工程先后更新或更换多项关键设备，如提升泵、高效鼓风机等，同时实施智能控制系统及数据采集系统以提高操作精度。
热电联产技术应用：该工程引入高浓度食品废物厌氧共消化生产生物气，这种方式不仅增加了生物气产生，还大幅提高CH4含量，从而提供足够燃料供热电联产使用。通过这种方法，本企业不仅减少对外部能源依赖，还有效利用排放资源，从而达到节约成本同时降低温室气体排放的双重目的。
03、总结
尽管Sheboygan市内居民生活水平较高且拥有良好的公共服务基础设施，但这并不意味着他们可以忽视如何有效地管理农村排放的问题。在许多情况下，当地政府必须负责制定政策并监督执行，以确保所有地区都能够按照既定的标准来行事。这涉及到监管农业活动中的化学品使用，以及确保工业废弃物得到妥善处置。因此，在考虑如何实现国家之间互动时，我们需要认识到这个问题对于全球环境保护至关重要，而且它是跨部门合作的一个关键领域，不同政府部门需要协调工作以解决这一挑战。
