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，其进水有机质浓度与国内相当甚至更低。但通过“开源”与“节流”并举，该厂已于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%，即将达到能源中和运行目标。本文将详细介绍该工艺流程，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。
Sheboygan污水处理厂始建于1982年，位于美国威斯康辛州。这家工艺先进、技术成熟的设施采用传统活性污泥法工艺，并在2000年前后进行了一次大规模升级改造。在原有的活性污泥法基础上增加了生物营养物去除（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、最后一道生物消化单元的一体化创新工艺，这样完成了生物脱氮除磷。
该厂初始设计流量规模为7×104m3/d，服务人口为86 500人。2012年及2013年的平均进出water质量见表1，其中平均流量分别为3.7×104m3/d及4.0×104m3/d。
为了实现能量上的“节流”以及“开源”，Sheboygan 污水处理厂采取了一系列措施。首先，在设备上进行优化升级，如更新提升泵、鼓风机等机械设备，以及安装气流控制阀等，以提高能效。此外，该公司还投入大量资金用于智能控制系统（PLC）、监视控制及数据采集系统（SCADA）的升级，使得整个过程更加自动化、高效。
此外，该公司还实施了厌氧共消化技术，将含有高浓度易降解有机物食品废物（HSW）投加到剩余污泥池内，与自然降解作用相结合，从而提高产生CH4气体的情况，同时也增强了废物减少能力。此种方式不仅可有效利用廉价资源，还能够进一步提高能效，比如CHP技术可以生产足够多的电力来供给日常运作需求，而热力则被用于维持消化池温度或作为冬季建筑加温来源。
截至2012年，本场所已经能够通过这种方法实现自给率高达90%以上，即使是在最冷的时候，也能保持稳定的操作状态。这对于其他城市来说是一个很好的参考，因为它展示了如何通过创新的管理实践来提升环境保护效果，同时也确保经济可持续发展。
