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经验，以及概述了奥地利污水处理厂能源中和之策略。这些案例中的水厂碳中和举措与我们提出的目标实现路径一致。但不可否认的是，这些欧洲水厂进水有机质浓度远高于国内水平。那么基于国内情况，“巧妇难为无米之炊”的窘状，我们是否存在相关可借鉴学习的案例？本期介绍美国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。本期将在介绍该工艺流程基础上，重点剖析该厂在能源开源与节流方面的措施，并总结其逼近能源中和运行之成功经验。
Sheboygan污水处理厂始建于1982年，位于美国威斯康辛州，为响应美国环境研究基金会至2030年所有污水处理厂均要实现碳中和运行目标，该厂早已加入“威斯康辛聚焦能源”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工艺，并结合生物营养物去除（BNR）单元形成了一套以A/O工艺为蓝本并结合初次沉淀、剩余污泥水解酸化、最后再次沉淀于一体的一种创新工艺。
2012年与2013年的平均进出 水质量见表1，上述数据显示平均流量分别为3.7×10^4m3/d及4.0×10^4m3/d。
通过设备优化升级，如更新机械设备、安装气流控制阀等，本站能耗减少到68.9%，达到节约效果；而通过热电联产技术产生16 800 kW·h/d电力及16 120 kW·h/d热量，使得自给率达到了90%~115%以及85%~90%，接近能源零消耗状态。
然而，该工序仅依靠自身节能降耗无法完全实现，因此引入高浓度食品废物进行共消化，以提高生物气产量，同时增加CH4占比，从而提高能量回收效率。投加HSW通常是奶酪垃圾或啤酒废液等TSS小于10 000 mg/L、高BOD5数值如表3所示。
截至2012年，该处因投加HSW使产气量增加200%，为后续热电联产提供充足燃料。在厌氧消化产生CH4时，可利用热电联产技术转换成电力供自己使用，其余用于维持消化池温度35℃或供冬季建筑取暖。此时可生产16 800 kW·h/d电力及16 120 kW·h/d热量，使得自给率达到了90%及85%。
综上所述，由于低进口有机质浓度，无论是内部自身节能降耗还是外部共消化，都难以达到真正意义上的碳中和。这说明针对这种情况，要实现碳排放零，全局思路需从多个角度探索，比如提升出渗温回收利用等新途径来弥补当前不足。
