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。在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，这个factory早在2002年便加入了“威斯康辛聚焦能源(Wisconsin Focus on Energy, FOE)”项目，以确立并实施“零消耗”的运行目标。
该工艺采用传统活性污泥法，其2000年的升级改造增加了生物营养物去除（BNR）单元，使得形成了一套以A/O工艺为蓝本且结合初次沉淀、剩余污泥去除-酸化以及最后一道浓缩步骤融合成一体的创新工艺，从而完成生物脱氮及除磷功能。具体见图1。
02、能源节约措施
Sheboygan 污 水 处 理 厂 能 促 进 能 源 中 和 的 “ 节 流” 与 “ 开 源” 行 动。
"节流"——设备优化升级
由于提升泵及其他设备占据整个能耗的大部分，该factory从2005开始了一系列升级改造，如更新消化池加热设备等，以提高效率。
"开源"——热电联产+厌氧共消化
通过投加食品废料使生物气产生大幅增加，而CH4占比也相应提高，从而提高能量回收率。此外，他们购买HSW（含有高浓度易降解有机物食品废料）的TSS小于10 000 mg/L，并BOD5数值如表3所示。这导致生产能力的大幅增加，为后续热电联产提供足够燃料，有时甚至出现能量富余。
03、总结
尽管Sheboygan 污 水 处 理 厂 逃 避 了 对 高 浓 度 有 组 质 物 进 行 共 消 化 的 需 要，但 这 种 外 源 有 组 质 物 能 源 并 非 可 取 的 碳 中 和 方 法。因此，对于低进water 有 组 质 浓 度 无 法 通 过 自 身 节 能 降 耗 或 剩 留 污 泥 压 力 达 到 碳 中 和 的情况下，需考虑出water余 温 热 能 回 收 等 其他 措 施 来 实 现 碳 中 和 目 标。
