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。这些欧洲水厂进水有机质浓度都远高于国内水平。那么，基于国内水厂面临的困境，我们是否可以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。
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。
该工艺采用传统活性污泥法，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、污泥浓缩于一体的创新工艺。此外，该工艺还包括生物脱氮除磷。
尽管初始设计流量规模为7×104m3/d，但实际平均流量分别为3.7×104 m3/d(2012年) 和4.0×104 m3/d(2013年)。通过设备优化升级，如更新机械设备、安装气流控制阀等，可以显著减少能耗。
此外，该工艺还利用热电联产+厌氧共消化技术，将剩余污泥与含有高浓度易降解有机物食品废物进行厌氧共消化，从而增加生物气产量并提高能源回收效率。这项技术不仅使得能量开源，还使得该设施能够接近到能量完全自给的地步，即90%~115% 的产电量比值以及85%~90% 的产热量比值。在2006~2011年的实际操作情况下，该设施产生了16 800 kW·h/d 的电力和16 120 kW·h/d 的热力，为自身运营提供充足的能量供应，同时也达到了80%以上的自给率。
综上所述，她波因根市对其低进口化学品基础上的努力，在某种程度上是符合社会要求的一种方式。但从更广泛的大背景来看，这种方法可能不足以解决当前全球面临的问题，因为它依赖于外部输入材料，而不是从根本上改变现有的工业模式或生产过程。此外，对待这种类型的问题时，更需要考虑出发点是如何使用资源，而非只是简单地追求最大限度减少浪费或最小化排放。因此，如果我们希望真正意义上的可持续发展，那么必须重新审视我们的消费习惯以及生产过程，并寻找更加根本性的解决方案。
