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来学习？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，以提高能效。
02、能源开源措施
Sheboygan利用其能量上的“节流”、“开源”两大策略，即设备优化升级以及热电联产技术及厌氧共消化。
“节流”，通过更新机械设备、高效控制系统等，使得能耗下降到68.9%
“开源”，通过投加食品废物进行厌氧共消化，使生物气产生增加，从而提供足够燃料给热电联产技术，这样可以生产出可供使用的大部分用电力
03、总结
Sheboygan示范如何从低进 水有机质浓度开始，即使这样也能够达到或者接近所需目标。这是因为尽管进入工业废物可能帮助提高产生生物气体，但这并不代表实际上真正减少排放，而是转移到了更清洁但仍然存在排放的问题。因此，对于像这样的低进入率情况需要寻找新的方法来达到真正意义上的碳零排放或净零排放状态。
